Aplicación de la cromatografía de líquidos acoplada a espectrometría de masas de baja, media y alta resolución para la determinación de residuos y contaminantes en muestras alimentarias

Resumen

En la presente Tesis Doctoral se ha evaluado el potencial analítico y la aplicabilidad del acoplamiento instrumental de la técnica de UHPLC a MS/MS de LRMS con analizador de QqQ, así como con analizadores de M/HRMS, bien híbridos tipo QqTOF, o tipo Orbitrap, para la determinación de residuos de VDs y plaguicidas y toxinas naturales (micotoxinas) en alimentos de origen animal y vegetal, en productos derivados de éstos (comida para bebés y bebidas alcohólicas) y en piensos. Asimismo, se han evaluado y optimizado diferentes procesos de tratamiento y extracción de muestra de forma que resulten lo más rápidos y sencillos de aplicar, aumentando así el número de muestras analizadas por unidad de tiempo y facilitando su aplicación en análisis de rutina. El trabajo se organiza en cuatro bloques, en función del grupo de residuos o contaminantes estudiados (VDs, plaguicidas, micotoxinas y compuestos multi-clase) y tipo de analizador: LRMS o M/HRMS. En el primer bloque, referido al empleo del QqQ, se incluye el desarrollo, validación y aplicación de métodos multi-residuo mediante UHPLC-QqQ-MS/MS para la determinación de residuos de VDs en alimentos de origen animal, como leche, miel y huevo y derivados de éstos, como los alimentos infantiles (potitos de base cárnica y leche en polvo). Los estudios desarrollados en este bloque incluyen: ¿ Desarrollo de un procedimiento de extracción basado en la metodología QuEChERS para la extracción simultánea de 18 VDs pertenecientes a 5 familias diferentes y su posterior determinación por UHPLC-QqQ-MS/MS en leche. ¿ Uso de SPE y UHPLC-QqQ-MS/MS para la extracción y análisis multi-residuo de 17 VDs pertenecientes a 4 familias en miel. ¿ Comparación de la eficacia de diferentes técnicas para la extracción simultánea de 25 VDs de diferentes familias en huevo y posterior análisis por UHPLC-QqQ-MS/MS. Uso de la metodología QuEChERS y UHPLC-QqQ-MS/MS para el análisis de 20 VDs pertenecientes a 7 familias en alimentos para bebés (potitos de base cárnica y leche en polvo). ¿ Desarrollo y comparación de dos métodos de cribado para el análisis rápido de 21 VDs pertenecientes a 7 familias en leche mediante UHPLC-QqQ-MS/MS empleando tres modos de adquisición diferentes. Dentro de este primer bloque cabe destacar la importancia de alcanzar una sensibilidad adecuada para llevar a cabo el análisis de residuos de VDs en comida para bebés, debido a la ausencia de legislación que regule la presencia de dichos residuos en estas matrices. Adicionalmente, dentro de este bloque, se ha estudiado la aplicación de diferentes modos de adquisición con el analizador QqQ como monitorización de iones precursores, monitorización de fragmentos neutros y monitorización de reacciones seleccionadas (selected reaction monitoring, SRM), para el desarrollo de métodos de cribado para la detección rápida y fiable de residuos de VDs en leche. En el segundo bloque se han explorado las capacidades que ofrecen los analizadores de M/HRMS, tales como QqTOF y Orbitrap, acoplados a UHPLC para el análisis cualitativo y cuantitativo de VDs, su aplicación para el cribado rápido y eficiente de residuos de estos compuestos en leche, así como para su cuantificación e identificación en miel. Los estudios abordados en este bloque incluyen: ¿ Desarrollo de dos métodos de cribado basados en el uso de los analizadores QqTOF y Orbitrap acoplados a UHPLC para la detección rápida de 29 VDs en leche. Comparación de estos dos métodos con metodologías previas empleando el analizador QqQ, estableciendo las ventajas e inconvenientes tanto a nivel cualitativo como cuantitativo de los analizadores Orbitrap, QqTOF y QqQ acoplados a UHPLC. ¿ Uso de Turboflow acoplado a UHPLC-Orbitrap (TFC-UHPLC-Orbitrap) para la extracción y análisis de 36 VDs de 9 familias en miel. El tercer bloque, referido al empleo del QqQ, incluye el desarrollo, validación y aplicación de métodos multi-analito para la determinación de micotoxinas en cereales, productos derivados de éstos y bebidas alcohólicas mediante UHPLC-QqQ-MS/MS. Los estudios llevados a cabo en este bloque incluyen: ¿ Desarrollo de un método simple y rápido para el análisis de 12 micotoxinas en cereales y productos derivados mediante SLE con disolvente y UHPLC-QqQ-MS/MS. ¿ Uso de SPE y UHPLC-QqQ-MS/MS para la extracción y análisis de 12 micotoxinas de diferentes familias en cerveza. ¿ Uso de HF-LPME y UHPLC-QqQ-MS/MS para la extracción y análisis de la T-2 y HT-2 en bebidas alcohólicas. En este tercer bloque, el principal objetivo fue el desarrollo de métodos multi-analito rápidos y simples que fueran capaces de analizar más de una familia de micotoxinas mediante un procedimiento único. Además, estos métodos tienen que alcanzar bajos límites de detección (limit of detection, LOD) debido a los exigentes límites máximos establecidos por la legislación para estos compuestos, así como a la falta de legislación que existe para algunas micotoxinas en cerveza. Finalmente, en el cuarto bloque, referido a métodos multi-clase, se han desarrollado, validado y aplicado métodos analíticos para el análisis de un número elevado de residuos y contaminantes en alimentos para humanos y animales: ¿ Análisis multi-clase de 6 micotoxinas y 42 residuos de plaguicidas en leche mediante UHPLC-QqQ-MS/MS, evaluando tres procedimientos de extracción: SPE, ¿diluir y pinchar¿ y QuEChERS. ¿ Desarrollo de un método genérico para el análisis de residuos de plaguicidas y VDs en pienso para animales mediante UHPLC-QqTOF. Toda la metodología analítica incluida en la Tesis se ha desarrollado teniendo en cuenta la legislación europea vigente, tanto en lo relativo a la sensibilidad requerida por los métodos analíticos según los límites máximos de residuos (maximum residue limits, MRLs) y niveles máximos permitidos, como a los requisitos de validación de métodos de ensayo y criterios de funcionamiento. En consecuencia, los resultados que se presentan pueden ser considerados satisfactorios y fiables, desde el punto de vista cualitativo y cuantitativo. La sensibilidad y selectividad alcanzadas, así como la rapidez y robustez de los métodos desarrollados, hace factible su aplicación en laboratorios de análisis de rutina.