ACOPLADA A ESPECTROMETRÍA DE MASAS CON ANALIZADOR DE TIEMPO DE VUELO PARA LA IDENTIFICACIÓN DE CONTAMINANTES ORGÁNICOS.
Capítulo 5. Introducción
131 5.1. Introducción
Capítulo 5. Introducción
Capítulo 5. Introducción
133 El mar, los ríos y, en general, todas las aguas superficiales han sido usadas tradicionalmente como medio de evacuación de los residuos humanos. Los ciclos biológicos del agua aseguran la reabsorción de estos restos orgánicos. Actualmente, la cantidad de materia orgánica generada por el hombre sobrepasa, en ocasiones, el potencial depurador de los mecanismos naturales. Además, ya no son solamente estos residuos orgánicos los que son arrojados a los ríos y a los mares sino que también se desechan productos químicos nocivos que destruyen la vida animal y vegetal acuática. Estos compuestos orgánicos pueden llegar a depositarse en cualquier organismo o superficie asociado al agua, por lo que es probable la presencia de diferentes familias de compuestos orgánicos, distribuidos en el medio ambiente.
El presente capítulo muestra el gran potencial del acoplamiento GC-TOF MS para investigar la presencia de contaminantes orgánicos en muestras ambientales. En los últimos años, el uso de instrumentos de elevada resolución de masa como el TOF-MS ha ido creciendo paulatinamente, siendo utilizado y reconocido como instrumento de medida en el análisis de muestras ambientales, biológicas y alimentos. Esta técnica ofrece la posibilidad de estudiar la presencia de compuestos target (compuestos diana) y también de obtener información estructural sobre compuestos non-target (compuestos desconocidos) presentes en la muestra analizada. Para ello, los analizadores TOF MS presentan una gran sensibilidad y velocidad de adquisición en modo de adquisición de espectros completos (full spectra acquisition) junto a medidas de masa con elevada exactitud (errores de masa del orden de mDa).
Desde el punto de vista analítico, se pretende afrontar la investigación de contaminantes orgánicos, trabajando con GC-TOF MS, mediante tres metodologías de screening:
•Target screening: los analitos son seleccionados previamente a la adquisición por
Capítulo 5. Introducción
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•Post-target screening: se adquiere el espectro completo de todos los compuestos
eluidos del sistema cromatográfico mediante MS. Los fragmentos iónicos seleccionados se extraen a partir del cromatograma completo de la muestra.
•Non-target screening: El objetivo es investigar la presencia de compuestos de los
que se desconoce su identidad y presencia en las muestras problema.
En la primera parte de este capítulo, se aplica metodología “non-target” a partir de la cual se pretende realizar una búsqueda de contaminantes orgánicos, no seleccionados previamente, y que pueden estar presentes en las muestras de análisis (apartado 5.2).
En la segunda parte del capítulo se va a desarrollar y evaluar una metodología target para el estudio de OPEs en sales y posteriormente la metodología desarrollada se aplica al análisis de éstos en muestras de sal y muestras acuosas mediante GC-TOF MS (apartado 5.3).
Capítulo 5. Screening en muestras de sal y agua de mar
135 5.2. Screening de contaminantes orgánicos en muestras de sal y agua de mar
Capítulo 5. Screening en muestras de sal y agua de mar
Capítulo 5. Screening en muestras de sal y agua de mar
137 5.2.1. Introducción.
En este capítulo, se ha empleado el acoplamiento GC-TOF MS para la caracterización de la contaminación presente en sales marinas procedentes de salinas de la costa mediterránea. Tal y como se explicó en la introducción de esta Tesis, el detector TOF MS proporciona una alta sensibilidad y elevada resolución de masa proporcionando espectros de iones completos medidos con buena exactitud de masa (<3mDa). Las cualidades de estos equipos sofisticados han permitido aplicaciones relevantes dentro de estudios medioambientales tanto con GC o LC obteniendo resultados satisfactorios (Ferrer et al., 2003; Čajka et al., 2004; Portolés et al., 2007). Recientemente los analizadores de masas TOF han sido utilizados para el screening de plaguicidas en muestras ambientales (Feo et al., 2010; Grimalt et al., 2010). Estos trabajos resaltan la capacidad de los analizadores TOF para trabajar con diferentes enfoques analíticos (target, non-target). Uno de los inconvenientes de este tipo de analizadores es su elevado precio y la necesidad de ser manipulado por personal realmente especializado. También su menor rango lineal para la cuantificación, así como su menor sensibilidad en comparación con los analizadores QqQ en modo SRM, podrían ser inconvenientes a añadir. Estas deficiencias parecen mejorarse con los analizadores TOF de nueva generación.
Hoy día, han sido publicadas metodologías analíticas suficientemente selectivas y precisas para la identificación de compuestos diana (análisis target) mediante la utilización de un analizador TOF (Dallüge et al., 2002; Hernández et al., 2009). Estas metodologías permiten una identificación inequívoca de la presencia de estos compuestos en las muestras estudiadas. Es por ello que se considera una herramienta muy adecuada para el análisis de muestras procedentes del campo medioambiental, biológico y alimentario, que a menudo contienen cientos, o aún miles, de compuestos orgánicos.
Actualmente, la lista de compuestos analizados y controlados mediante metodologías target equivale a una fracción muy pequeña de la amplia lista de contaminantes químicos existentes (Muir et al., 2006; Howard et al., 2010). Las prestaciones de un analizador TOF permiten ampliar nuestro conocimiento sobre la posible
Capítulo 5. Screening en muestras de sal y agua de mar
138 presencia de estos contaminantes en muestras ambientales, obteniendo resultados satisfactorios. El procesamiento y tratamiento de datos con el analizador TOF es complejo ya que se genera mucha información que debe ser interpretada correctamente.
Para el análisis de compuestos desconocidos, el analizador TOF presenta una serie de herramientas de procesamiento de datos que permiten buscar, comparar e identificar rápidamente los compuestos en matrices complejas. Este procesamiento de datos se basa en una serie de algoritmos que permiten una exploración de datos exhaustiva para obtener un nivel máximo de fiabilidad en la identificación. TOF MS permite la detección de un gran número de compuestos y garantiza una elevada fiabilidad para la identificación de éstos gracias a la adquisición de información espectral completa.
En el artículo que se incluye a continuación, se presenta una aplicación non-target para el estudio de la posible presencia de contaminantes orgánicos en muestras salinas y de agua de mar mediante la técnica GC-TOF MS.
Capítulo 5. Screening en muestras de sal y agua de mar
139 5.2.2. Artículo de investigación 3.
Non-target screening of organic contaminants in marine salts by gas chromatography coupled to high-resolution time-of-flight mass spectrometry
R. Serrano, J. Nácher-Mestre, T. Portolés, F. Amat, F. Hernández Submitted to Talanta
Capítulo 5. Screening en muestras de sal y agua de mar
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