desarrollo de mÉtodos multianalito para la …

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UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA FACULTAD DE QUÍMICA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ANALÍTICA, NUTRICIÓN Y BROMATOLOGÍA INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN Y ANÁLISIS ALIMENTARIO (IIAA) GRADO EN QUÍMICA DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA DETERMINACIÓN DE RESIDUOS DE FITOSANITARIOS EN VINO MEDIANTE LC-MS/MS TRABAJO DE FIN DE GRADO Curso 2016/2017 Andrea Blanco Codeso Santiago de Compostela, Julio 2017

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Page 1: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA

FACULTAD DE QUIacuteMICA

DEPARTAMENTO DE QUIacuteMICA ANALIacuteTICA NUTRICIOacuteN Y BROMATOLOGIacuteA

INSTITUTO DE INVESTIGACIOacuteN Y ANAacuteLISIS ALIMENTARIO (IIAA)

GRADO EN QUIacuteMICA

DESARROLLO DE MEacuteTODOS

MULTIANALITO PARA LA DETERMINACIOacuteN

DE RESIDUOS DE FITOSANITARIOS EN

VINO MEDIANTE LC-MSMS

TRABAJO DE FIN DE GRADO

Curso 20162017

Andrea Blanco Codeso Santiago de Compostela Julio 2017

DEPARTAMENTO DE QUIacuteMICA ANALIacuteTICA

NUTRICIOacuteN Y BROMATOLOGIacuteA

Facultad de Quiacutemica

15782 Santiago de Compostela

Telf 981 591 079 Fax 981 547 141

Correo electroacutenico qnsecusces

Isaac Rodriacuteguez Pereiro Profesor Titular de Universidad del Aacuterea de Quiacutemica Analiacutetica y Rafael

Cela Torrijos Catedraacutetico de la misma Aacuterea de conocimiento de la Universidad de Santiago de Com-

postela

Autorizan

A la alumna Andrea Blanco Codeso a la presentacioacuten del estudio ldquoDesarrollo de meacutetodos multiana-

lito para la determinacioacuten de residuos de fitosanitarios en vino mediante LC-MSMSrdquo que ha

realizado bajo su direccioacuten en el Laboratorio de Quiacutemica Analiacutetica del Instituto de Investigacioacuten y Anaacuteli-

sis Alimentario (IIAA) de la Universidad de Santiago de Compostela como Trabajo de Fin de Grado en

Quiacutemica

Para que conste firmamos la presente autorizacioacuten en Santiago de Compostela a 13 de Julio de 2017

Isaac Rodriacuteguez Pereiro Rafael Cela Torrijos

Iacutendice

IacuteNDICE ABSTRACTRESUMEN RESUMO helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip1

CAPIacuteTULO I INTRODUCCIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip3

1 FITOSANITARIOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip3

11 Tipos de fitosanitarios empleados en viticulturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip3

12 Estructura propiedades fiacutesico-quiacutemicas y clasificacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip6

13 Toxicidad de los pesticidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9

14 Legislacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip10

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS

A MUESTRAS DE VINOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11

23 Teacutecnicas de microextraccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip13

24 QuEChERShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip13

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN

DE PESTICIDAShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip14

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip14

32 Meacutetodos de LC-MS (MSMS)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15

33 Espectrometriacutea de masashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15

4 RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip16

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y JUSTIFICACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22

Iacutendice

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTALhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

1 MATERIAL Y REACTIVOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

11 Materialhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

12 Reactivos y disolventeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

13 Patroneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

14 Patrones internoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip24

15 Gaseshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25

2 INSTRUMENTACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25

4 LAVADO DEL MATERIALhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip26

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPEhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip26

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMShelliphelliphelliphelliphellip28

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip29

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE

DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-MSMS)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip30

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPEhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINOS COMERCIALEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip42

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONESCONCLUSIOacuteNSCONCLUSIONShelliphellip 48

VI BIBLIOGRAFIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip51

ResumenResumoAbstract

bull RESUMEN

Los pesticidas son compuestos que se emplean en vintildeedos de todo el mundo para garantizar una proteccioacuten en la

cosecha con escasas peacuterdidas producidas por diferentes organismos en uvas empleadas para la elaboracioacuten del

vino El modo de accioacuten de estos compuestos se basa en la interferencia sobre el metabolismo de diferentes

organismos sin afectar a la vid Un incremento en el empleo de estos compuestos puede determinar la existencia

de residuos en las uvas en el momento de la cosecha desde donde pueden alcanzar el vino que se elabora con las

mismas Por ese motivo se ha establecido una legislacioacuten que regule la cantidad maacutexima de residuos de pesticidas

en uvas y aunque a diacutea de hoy no hay valores regulados en el vino se recomienda que no excedan al 10 de los

liacutemites en uvas En este estudio se ha trabajado con distintos tipos de fitosanitarios fungicidas principalmente

aunque tambieacuten alguacuten insecticida con el objetivo de poder detectar la mayor cantidad de estas sustancias en vinos

comerciales optimizando la extraccioacuten mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (LC-ESI-MSMS) Se presenta una

metodologiacutea analiacutetica sencilla raacutepida y robusta que puede ser implementada en laboratorios de control de

alimentos

bull RESUMO

Os pesticidas son compostos empregados en vintildeas arredor do mundo para garantir unha proteccioacuten na colleita

con poucas perdas producidas por distintos organismos en uvas utilizadas para a fabricacioacuten do vintildeo O modo de

accioacuten destes compostos baseacutease na intromisioacuten sobre o metabolismo de diferentes organismos sen afectar aacute vide

Un acrecentamento no uso destos compostos pode fixar a existencia de residuos nas uvas no momento da colleita

onde poden chegar ao vintildeo que se produce coas mesmas Por ese motivo estipulouse unha lexislacioacuten que regula a

cantidade maacutexima de residuos de pesticidas en uvas e aiacutenda que a diacutea de hoxe non hay valores regulamentados no

vintildeo recomeacutendase que non superen ao 10 dos liacutemites en uvas Neste estudo traballouse con diferentes tipos de

pesticidas funxicidas principalmente aiacutenda que tameacuten alguacuten insecticida co obxecto de poder detectar a maior

cantidade destas sustancias en vintildeos comerciais optimizando a extraccioacuten por medio da extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) e deteccioacuten por medio de cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (LC-

MSMS) Preseacutentase unha metodoloxiacutea analiacutetica simple raacutepida e robusta que pode ser aplicada en laboratorios de

control de alimentos

1

ResumenResumoAbstract

bull ABSTRACT

Pesticides are compounds that are used in vineyards around the world to ensure protection at harvest with a few

loss produced by different organisms in grapes used to make wine The mode of action of these compounds is

based on the interference on the metabolism of different organisms without affecting the vine An increase in the

use of these compounds can determine the existence of residues in grapes at the time of harvest from where

they can reach the wine that is elaborated with the same ones For this reason legislation has been established to

regulate the maximum amount of pesticide residues in grapes and although there are currently no regulated

values in wine it is recommended that they do not exceed 10 of the limits on grapes In this study we have

worked with different types of pesticides mainly fungicides but also some insecticide with the purpose of being

able to detect the greatest amount of these substances in commercial wines extraction has been optimized by

solid phase extraction (SPE) and detection has been optimized by liquid chromatography coupled to tandem mass

spectrometry (LC-ESI-MSMS) It is presented a simple fast and robust analytical methodology that can be

implemented in food control laboratories

2

Capitulo I Introduccioacuten

CAPIacuteTULO I INTRODUCCIOacuteN

1 FITOSANITARIOS

11 Tipos de fitosanitarios empleados en viticultura

De acuerdo con el Ministerio de Agricultura y Pesca Alimentacioacuten y Medio Ambiente los fitosanitarios se definen

como una o varias sustancias activas u otros ingredientes conformando una mezcla con el fin de proteger los

productos de origen vegetal de organismos nocivos tanto de tipo vegetal como animal que conforman plagas

Dentro de estos fitosanitarios tambieacuten se encuentran las sustancias que destruyen regulan o inhiben la

germinacioacuten de las plantas pero no se contemplan dentro de este grupo vacunas medicamentos y antibioacuteticos

para uso humano o veterinario o agentes utilizados en el control bioloacutegico Los productos fitosanitarios ayudan a

asegurar una buena calidad en los alimentos asiacute como contribuyen al aumento de los rendimientos en la

agricultura [1]

Seguacuten la OMS (Organizacioacuten Mundial de la Salud) los fitosanitarios se pueden clasificar atendiendo a los

organismos a los que esteacuten destinados siendo estos insectos (insecticidas) aacutecaros (acaricidas) moluscos

(molusquicidas) roedores (rodenticidas o raticidas) hongos (fungicidas) gusanos y larvas (nematicidas) malas

hierbas (herbicidas) bacterias (antibioacuteticos pero sin comprender los de uso humano y bactericidas) y otras formas

de vida perjudiciales para la salud puacuteblica y tambieacuten para la agricultura consideradas como plagas animales o

vegetales que puedan ser generadas durante la produccioacuten almacenamiento transporte distribucioacuten y elaboracioacuten

de productos agriacutecolas y sus derivados Actualmente no se puede pensar en un cultivo racional sin el uso de alguacuten

tipo de pesticida ya que la peacuterdida de cosechas en todo el mundo debido a causa de insectos enfermedades de las

plantas y malas hierbas es equivalente a un tercio de la produccioacuten total [2] [3]

Para el estudio de los productos de fitosanitarios en vino nos centraremos solamente en los tres tipos maacutes

importantes en eacuteste aacuterea herbicidas insecticidas y sobre todo fungicidas

Los herbicidas son sustancias destinadas a destruir las malas hierbas cuyo meacutetodo de accioacuten es la interferencia

en los procesos bioquiacutemicos como la fotosiacutentesis que tienen lugar en el sistema vivo de eacutestas Generalmente se

aplican en solucioacuten o suspensioacuten acuosa en forma de nube de pequentildeas gotas dirigidas hacia el objetivo de la

aplicacioacuten Los herbicidas ofrecen los medios maacutes efectivos para el control de las plagas siendo en los paiacuteses

industrializados aplicados sobre el 85-100 de todos los cultivos principales Este tipo de sustancias son

propensas a la descomposicioacuten por microbios plantas y animales y no son comunes los problemas de residuos de

herbicidas si se utilizan de acuerdo a las instrucciones de las etiquetas [4] A pesar de todos los beneficios que nos

aportan un mal uso de estos puede convertirse en un serio problema ya que toda sustancia quiacutemica usada en

3

Capiacutetulo I Introduccioacuten

agricultura puede provocar un efecto negativo en el ambiente si es utilizada en altas dosis El uso prolongado de

un mismo herbicida puede causar problemas de resistencia de malezas fenoacutemeno que consiste en la aparicioacuten de

biotipos tolerantes de una especie la cual anteriormente era controlada por el herbicida [5]

Por otro lado los insecticidas son fitosanitarios destinados a controlar el ataque de insectos y para eso existen

distintos caminos a traveacutes de los que pueden actuar siendo envenenamiento por contacto en doacutende el insecticida

penetra a traveacutes de la cutiacutecula del insecto hasta alcanzar el sitio activo envenenamiento oral en doacutende el

insecticida es ingerido y absorbido a traveacutes del intestino o tambieacuten por fumigaciones en doacutende el insecticida

penetra en el cuerpo del insecto a traveacutes de los espiraacuteculos del sistema respiratorio Pero al igual que pasa con los

herbicidas los insectos tambieacuten desarrollan resistencia a los insecticidas debido al contacto continuo con estos

Esta resistencia puede ser expresada por varios caminos que el insecto no entre en contacto con la deposicioacuten del

insecticida que se modifique la composicioacuten del exoesqueleto inhibiendo asiacute la penetracioacuten del insecticida la

modificacioacuten del sitio activo para el fitosanitario reduciendo la sensibilidad a la forma activa del insecticida o que

la viacutea metaboacutelica del insecto se modifique negando el metabolismo del compuesto aplicado en su forma toacutexica

[6] Aunque por lo general otros aspectos de la agricultura moderna tienen un mayor impacto en el medio

ambiente los insecticidas se encuentran entre las herramientas agriacutecolas que estaacuten maacutes asociadas con el dantildeo

ambiental Su objetivo especiacutefico es matar a plagas de insectos por lo que puede que tenga un impacto letal en

organismos que no son su objetivo [7]

Por uacuteltimo los fungicidas estaacuten destinados tanto a combatir las plagas de hongos como a combatir las

enfermedades fungosas de las plantas ya sea matando retrasando el desarrollo o inhibiendo la reproduccioacuten de

los hongos Los fungicidas en general se dividen atendiendo al modo de accioacuten de eacutestos en fungicidas de

contacto fungicidas penetrantes o fungicidas sistemaacuteticos

Los fungicidas de contacto protegen uacutenicamente el sitio de aplicacioacuten contra las plagas quedando en el exterior de

la planta de eacutesta manera sin penetrar en el tejido vegetal forman una peliacutecula protectora Cuando alguna espora

de un hongo llega a su superficie se encuentra con esa peliacutecula que le impide penetrar o en su defecto germinar

En el caso de que atraviesen el tejido vegetal bien sea por una alta dosis o por una rotura en las paredes de la

planta se convierten en un producto toacutexico para ella llegando a quemarla

Otro tipo de fungicidas los fungicidas penetrantes como su nombre indica se introducen en el tejido vegetal y

una vez dentro cuentan con muy poca movilidad es decir no circulan por los vasos conductores Al tener la

capacidad de entrar en la planta pueden combatir a los hongos que ya se encuentren dentro de eacutesta pero no

pueden ser toacutexicos para ella porque de lo contrario la dantildeariacutean

Por uacuteltimo nos encontramos con los fungicidas sistemaacuteticos Este tipo de fungicidas actuacutean protegiendo a la

planta contra las plagas en distintas zonas por transfusioacuten del fitosanitario dentro de la misma Esto sucede porque

penetran en el tejido vegetal y circulan por ella a traveacutes de la corriente de los vasos conductores

El meacutetodo de accioacuten de los fungicidas se basa en interferir en el metabolismo de los hongos ya sea por un

4

Capiacutetulo I Introduccioacuten

ataque en la produccioacuten de energiacutea la inhibicioacuten de la mitosis o inhibiendo la formacioacuten de quitina que se trata

del compuesto principal de la pared celular de los hongos y que por ende influye en la permeabilidad de la

membrana [8] [9]

Las enfermedades fuacutengicas fundamentales que nos podemos encontrar en las uvas de la vid son la botritis el oiacutedio

y el mildium las cuales pueden llegar a causar peacuterdidas importantes en viticultura

La enfermedad de la botritis tambieacuten llamada moho gris estaacute causada

por el hongo Botrytis cineacuterea y se puede encontrar en todo el mundo

infectando a un amplio nuacutemero de plantas Se trata de uno de los

patoacutegenos fuacutengicos maacutes interesantes debido a que puede vivir tanto

de forma patoloacutegica produciendo la enfermedad como

alimentaacutendose de materia orgaacutenica en descomposicioacuten La accioacuten

fuacutengica del hongo se lleva a cabo cuando las uvas empiezan a

acumular azuacutecar pudiendo ser muy devastador en algunas

condiciones sobre todo en cultivos empapados por la lluvia o

localizados en un ambiente huacutemedo y con viento produciendo la peacuterdida de los racimos de uvas que son

infectados O por el contrario en otro tipo de condiciones ambientales de sequedad despueacutes de unas

condiciones de humedad dicho hongo le confiere beneficios a ciertos tipos de vino blanco [10]

El oiacutedio es una enfermedad causada por la especie Uncinula necator la cual afecta tanto al rendimiento como a la

calidad de las uvas y altera las cualidades de sus derivados vino mosto etc El proceso de infeccioacuten del oiacutedio

tiene lugar siguiendo un ciclo de reproduccioacuten en las distintas estaciones del antildeo El riesgo de infeccioacuten viene

dado en funcioacuten de la temperatura oacuteptima entre 25-30ordmC humedad del ambiente en el que se encuentre y

tambieacuten en funcioacuten de la temporada siendo maacutes resistentes los racimos de uvas a medida que van madurando El

hongo afecta a todas las parte de la vid hojas tallo y racimos las cuales presentan siacutentomas distintos Las hojas se

vuelven de un color amarillento y se cubren de un polvo fino blanco grisaacuteceo En el tallo el oiacutedio se manifiesta a

traveacutes de manchas difuminadas con coloracioacuten inicial verde oscuro volvieacutendose cada vez maacutes oscuras al final y si

ocurre un ataque fuerte puede desembocar en que el tallo se acabe secando y por consiguiente disminuye la

produccioacuten Pero el ataque maacutes fuerte se produce en los racimos empezando por cubrirse del polvillo blanco

grisaacuteceo y continuando con que el oiacutedio detiene el crecimiento de la piel de la uva con la consecuencia que la uva

se agrieta Esta enfermedad produce unos dantildeos directos en la cantidad y calidad de la cosecha y si no se toman

medidas de prevencioacuten las peacuterdidas pueden llegar a ser totales [12] [13]

Figura I1Enfermedad de botritis en un racimo de uvas [11]

Figura I2 Enfermedad del oiacutedio en hoja tallo y racimo de izquierda a derecha [14] 5

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo el mildium o mildiu es una enfermedad producida por el hongo Plasmopara vitiacutecola considerada como

una de las peores enfermedades del cultivo siempre y cuando esteacuten en las condiciones ambientales favorables para

su desarrollo Dichas condiciones oacuteptimas para la propagacioacuten de la enfermedad son las lluvias al amanecer o al

anochecer con una temperatura en un rango de 20-25 ordmC El periacuteodo sensible de la vegetacioacuten de la vintildea es a

partir de una longitud de 10 cm en adelante siendo maacutexima en el periacuteodo de mayor crecimiento de la planta Por

otro lado la sensibilidad del racimo empieza desde su formacioacuten hasta que las uvas al florecer alcanzan el tamantildeo

similar al de un guisante pero de ahiacute en adelante la sensibilidad se ve disminuida Dicho hongo cuenta con un

ciclo reproductivo abarcando varias fases desde la fase de contaminacioacuten siendo el principio hasta la fase de pro-

pagacioacuten Afecta a todos los oacuterganos verdes de la vid y sus siacutentomas son variados en las distintas zonas de eacutesta

En las caras de las hojas aparecen unas manchas amarillentas en los racimos cuando se aproxima la floracioacuten los

que se encuentran infectados se curvan secaacutendose y cubrieacutendose de una pelusa blanquecina y cuando alcanzan el

tamantildeo de un guisante en adelante las uvas de los racimos afectados se van oscureciendo y secando sin que apa-

rezca la fructificacioacuten del hongo ademaacutes de oscurecerse el tallo [15]

12 Estructura propiedades fiacutesico-quiacutemicas y clasificacioacuten

En este trabajo nos centramos en estudiar los residuos de veintitreacutes fitosanitarios tipo fungicida principalmente

aunque tambieacuten alguacuten residuo tipo insecticida Las caracteriacutesticas maacutes importantes de dichos compuestos seraacuten

recogidas en la Tabla I1 que incluye estructuras clasificacioacuten (se ha usado el acroacutenimo ldquoFrdquo en caso de ser

fungicidas e ldquoIrdquo en caso de ser insecticidas) y propiedades fiacutesico-quiacutemicas Las propiedades fiacutesico-quiacutemicas que

pueden resultar maacutes relevantes para este estudio son el pKa ya que la mayoriacutea se trata de compuestos baacutesicos

aunque se encuentre alguacuten aacutecido deacutebil como es por ejemplo el Fenhexamid y Kow describiendo el coeficiente de

reparto entre octanolagua empleado para medir el grado de hidrofobidad que proporciona una estimacioacuten de

la posible distribucioacuten del analito entre materia orgaacutenica y agua

Figura I3 Enfermedad del mildium en la imagen de la izquierda coacutemo afecta a las hojas imagen central coacutemo

afecta a los racimos cuaacutendo estaacuten infectados al comenzar la floracioacuten y en la imagen de la derecha coacutemo afecta a

los racimos en doacutende las uvas tienen tamantildeo mayor al de un guisante [16]

6

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Ametoctradin

(AME)

5-ethyl-6-

octyl[124]triazolo[15-

a]pyrimidin-7-amine

C15H25N5 865318-97-4 F 440 278

Benalaxyl

(BEN)

Methyl-N-(phenylacetyl)-N-

(26-xylyl)-D-alaninate C20H23NO3 98243-83-5 F 368 -

Boscalid

(BOS)

2-Chloro-N-(4rsquo-

chlorobiphenyl-2-yl)-

nicotinamide

C18H12Cl2N2O 188425-85-6 F 296 -

Carbendazim

(CAR)

Methyl 2-benzimidazole

carbamate C9H9N3O2 10605-21-7 F 148 420

Cyprodinil

(CYP)

4-Cyclopropyl-6-methyl-N-

phenilpyrimidin-2-amine C14H15N3 121552-61-2 F 400 309

Dimethomorph

(DIM)

(2E)-3-(4-chlorophenyl)-3-(34-

dimethoxyphenyl)-1-

(morpholin-4-yl)prop-2-en-1-

one

C21H22ClNO4 110488-70-5 F 268 -13

Fenhexamid

(FEH)

N-(23-dichloro-4-

hydroxyphenyl)-1-methyl-

cyclohexanecarboxamide

C14H17Cl2NO2 126833-17-8 F 351 73

Fenpropidin

(FEP)

1-[(RS)-3-(4-tert-butylphenyl)-

2-methylpropyl]piperidine C19H31N 67306-00-7 F 26 1013

Fluopicolid

(FLU)

26-dichloro-N-[3-chloro-5-

(trifluoromethyl)-2-

pyridylmethyl]benzamide

C14H8Cl3F3N2O 239110-15-7 F 29 -

Imidacloprid

(IMI)

(E)-1-(6-chloro-3-

pyridylmethyl)-N-

nitroimidazolidin-2-

ylideneamine

C9H10ClN5O2 138261-41-3 I 057 -

Iprovalicarb

(IPR)

Isopropyl (S)-2-methyl-1-[1-(p-

tolyl)ethylcarbamoyl]propyl-

carbamate

C18H28N2O3 140923-17-7 F 32 -

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I1 Estructura clasificacioacuten y propiedades fiacutesico-quiacutemicas de intereacutes para los analitos de estudio

7

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Mandipropamid

(MAN)

2-(4-chlorophenyl)-N-[3-

methoxy-4-(2-

propynyloxy)phenethyl]-2-(2-

propynyloxy)acetamide

C23H22ClNO4 374726-62-2 F 32 -

Metalaxyl

(MET)

N-(26-dimethylphenyl)-N-

(methoxyacetyl)-DL-alanine

methyl ester

C15H21NO4 57837-19-1 F 175 000

Myclobutanil

(MYC)

2-(4-chlorophenyl)-2-(1H-

124-triazol-1-

ylmethyl)hexanentrile

C15H17ClN4 88671-89-0 F 289 230

Penconazol

(PEN)

1-[2-(24-

dichlorophenyl)pentyl]-1H-

124-triazole

C13H15Cl2N3 66246-88-6 F 372 151

Pyraclostrobin

(PYC)

Methyl2-[1-(4-chlorophenyl)-

1H-pyrazol-3-

yloxymethyl]phenylmetoxy-

carbamate

C19H18ClN3O4 175013-18-0 F 399 -

Pyrimethanil

(PYM)

4-6-dimethyl-N-phenyl-2-

pyrimidinamine C12H13N3 53112-28-0 F 284 352

Tebuconazol

(TEC)

1-(4-chlorophenyl)-44-

dimethyl-3-(1H-124-triazol-1-

ylmethyl)-3-pentanol

C16H22ClN3O 107534-96-3 F 370 500

Tebufenozid

(TEF)

35-dimethylbenzoic acid 1-

(11-dimethylethyl)-2-(4-

ethylbenzoyl)hidrazide

C22H28N2O2 112410-23-8 I 425 -

Thiabendazol

(TBZ)

2-(13-thiazol-4-yl)-1H-

benzimidazole C10H7N3S 148-79-8 F 239 473

Thiamethoxam

(TME)

3-[(2-chloro-5-

thiazolyl)methyl]tetrahydro-5-

methyl-N-nitro-4H-135-

oxadiazin-4-imine

C8H10ClN5O3S 153719-23-4 I -013 -

Thiophanate-

methyl

(THI-M)

DimethylNNrsquo-[12-

phenylenebis(azanediylcarbono

thioyl)] dicarbamate

C12H14N4O4S2 23564-05-8 F 145 728

Triadimenol

(TRI)

1-(4-chlorophenoxy)-33-

dimethyl-1-(1H-124-triazol-1-

yl)-2-butanol

C14H18ClN3O2 55219-65-3 F 318

-

ordf Valores para la forma neutra 8

Capiacutetulo I Introduccioacuten

13 Toxicidad de los pesticidas

En los uacuteltimos antildeos el uso indiscriminado de pesticidas de siacutentesis en agricultura ha creado graves problemas de

salud y medioambientales ya que su uso debido al aumento de la poblacioacuten y por consiguiente de la actividad

agraria se ha incrementado considerablemente Durante las tres uacuteltimas deacutecadas una estimacioacuten dada por la

Organizacioacuten Mundial de la Salud y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente revela que

aproximadamente cerca de 20000 personas al antildeo mueren generalmente agricultores por exposicioacuten continuada

a alguno de estos toacutexicos En la mayoriacutea de los casos los agricultores utilizan los pesticidas de forma que las

cantidades se desviacutean significativamente de las recomendadas ya que asocian cantidades maacutes altas con mayor

efectividad y velocidad de accioacuten El mal uso de dichos toacutexicos se ve en los signos presentes en los ecosistemas

afectados pudiendo llegar a ser perjudiciales para la salud humana Estos riesgos que causan tanto en la salud

como en el medioambiente pueden ser reducidos o en su defecto evitados mediante la educacioacuten sobre este tipo

de toacutexicos con el fin de frenar su uso excesivo y descontrolado [17]

Desde el punto de vista medioambiental los fitosanitarios empleados en un cultivo pueden persistir en los

distintos medios tierra aire o agua y afectar tanto a ecosistemas terrestres como acuaacuteticos En los sistemas

terrestres los suelos son contaminados mediante la aplicacioacuten del toacutexico de forma directa o como deposicioacuten del

resultado de una suspensioacuten aeacuterea Eacutestos pueden persistir desde varios diacuteas hasta varios antildeos ya que el suelo

retiene y moviliza el toacutexico despueacutes de su emisioacuten Los que persisten maacutes tiempo en el medioambiente tienen una

mayor probabilidad de interaccionar con otros elementos del sistema y si su vida media es mayor a la frecuencia

con la que se aplica el pesticida tienden a acumularse tanto en el suelo como en las especies que habitan en eacutel Por

otro lado el agua es contaminada por pesticidas bien por aplicacioacuten directa por estar presentes en las

precipitaciones de la atmoacutesfera o bien por la movilidad que tienen desde el suelo Tanto los pesticidas solubles

como los insolubles interaccionan con los ecosistemas acuaacuteticos los hidrosolubles persisten maacutes tiempo

solubilizados en agua mientras que los otros se asocian a los sedimentos y se concentran en las especies que

habitan el medio acuaacutetico [18]

Como consecuencia de la amplia distribucioacuten de los toacutexicos en aire suelo y agua se produce una acumulacioacuten de

ellos en los elementos que contribuyen a la alimentacioacuten humana ya que su amplio uso hace que el contacto con

los plaguicidas por parte de personas y animales sea inevitable La contaminacioacuten de los alimentos se puede

presentar por aplicacioacuten directa de los pesticidas el uso de eacutestos durante el manejo transporte y almacenamiento

de los productos comestibles o por su acumulacioacuten en la cadena troacutefica Son bioacumulables en el organismo

debido a su caraacutecter lipofiacutelico lo que les confiere una vida media en los tejidos larga La exposicioacuten a pesticidas

persistentes no tiene la misma repercusioacuten en cada uno de los individuos expuestos sino que se considera criacutetica la

exposicioacuten durante la etapas embrionaria fetal y primeros antildeos de vida en doacutende se transmite de madres a hijos

mediante la gestacioacuten y la lactancia como resultado de la acumulacioacuten en el tejido graso de la madre [19]

9

Capiacutetulo I Introduccioacuten

14 Legislacioacuten

El aumento del uso de fitosanitarios en actividades relacionadas con la produccioacuten de alimentos para consumo

humano o animal tambieacuten desembocoacute en una preocupacioacuten social debido a su toxicidad y bioacumulacioacuten En

respuesta la Organizacioacuten de las Naciones Unidas para la Alimentacioacuten y la Agricultura (FAO) en colaboracioacuten

con la Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS) pusieron en marcha un programa Codex Alimentarius cuyo

objetivo a traveacutes de sus normas y coacutedigos de praacutecticas alimentarias internacionales es garantizar la calidad e

inocuidad de los alimentos que estaacuten al alcance de cualquier persona Con estas normas internacionales los

consumidores pueden confiar en la calidad de los alimentos independientemente de su origen geograacutefico [20]

Todos los alimentos destinados al consumo humano o animal en la Unioacuten Europea estaacuten sujetos a un liacutemite

maacuteximo de residuos de plaguicidas para la proteccioacuten de la salud humana y animal Actualmente en lo referente a

legislacioacuten para el control de la cantidad del toacutexico en la uva estaacute vigente el Reglamento 3962005 del Parlamento

Europeo y del Consejo de 23 de febrero de 2005 referido a la regulacioacuten de los liacutemites maacuteximos de residuos de

plaguicidas en alimentos y piensos de origen vegetal y animal El liacutemite maacuteximo de residuos (LMR) se define co-

mo el nivel maacutes alto de un residuo de un pesticida que se tolera de manera legal sobre los alimentos o piensos

cuando se aplican correctamente Las cantidades de residuos que se encuentren deben ser lo maacutes bajas posible

para garantizar la seguridad en la alimentacioacuten de los consumidores Dichos liacutemites maacuteximos de residuos estaacuten

fijados por la Comisioacuten Europea pudieacutendose encontrar en su base de datos LMR [21]

A continuacioacuten en la Tabla I2 se resumen los LMRs de los compuestos de este estudio en uvas de vinificacioacuten

en unidades de mgkg de uva En el caso del vino no hay legislacioacuten en lo referente a estos pesticidas solamente

la recomendacioacuten de no superar el 10 del valor del LMR en uva

Compuesto LMRs (mgkg uva) Compuesto LMRs (mgkg uva)

AME 6 MET 1

BEN 03 MYC 1

BOS 5 PEN 02

CAR 05 PYC 2

CYP 3 PYM 5

DIM 3 TEC 1

FEH 15 TEF 3

FEP 001 TBZ 005

FLU 2 TME 04

IMI 1 THI-M 3

IPR 2 TRI 2

MAN 2

Tabla I2 Liacutemites maacuteximos de residuos permitidos para los compuestos estudiados en uvas

10

Capiacutetulo I Introduccioacuten

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS A MUESTRAS DE VINO

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)

Se entiende por extraccioacuten liacutequido-liacutequido al meacutetodo mediante el cual un analito de intereacutes se separa por el

contacto con otra fase en la cual tiene mayor afinidad de la matriz en la que se halle Los procesos de extraccioacuten

implican dos fases y requieren tres pasos sucesivos mezcla de materia prima y disolvente separacioacuten de las dos

fases despueacutes del contacto y eliminacioacuten del disolvente que contiene el analito [22]

La extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE) se basa en la distribucioacuten

de un analito entre dos fases liacutequidas inmiscibles en las

cuales analito y matriz tienen solubilidades diferentes

Principalmente una de las fases es un medio acuoso en

general se trata de la muestra y la otra un disolvente

orgaacutenico La selectividad y eficacia de este meacutetodo vienen

determinadas por la eleccioacuten del disolvente y por los factores

que pueden afectar al proceso de equilibrio (pH adiccioacuten de

sales neutras en la fase acuosa para reducir la solubilidad del

analito etc) [23] Esta teacutecnica permite llevar a cabo extracciones para un rango muy amplio de analitos siendo

una de las maacutes antiguas para la preparacioacuten de muestras en el anaacutelisis cualitativo y cuantitativo Ofrece grandes

capacidades de muestreo lineal y cuenta con la ventaja de la cantidad de informacioacuten existente sobre este meacutetodo

[24]

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

En 1978 aparecieron los primeros cartuchos desechables para la extraccioacuten en fase soacutelida y actualmente casi 40

antildeos despueacutes la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) es la teacutecnica de preparacioacuten de muestras maacutes empleada en los

laboratorios Es una teacutecnica de preparacioacuten y tratamiento de muestras que se basa en la retencioacuten en una fase

adsorbente del analito de intereacutes presente en una muestra liacutequida que pasa a traveacutes de ella Debido a la variedad de

formatos (discos cartuchos y jeringas) y tipos de adsorbentes (los maacutes comunes carboacuten activo aluacutemina siacutelica gel

silicato de magnesio siacutelices enlazadas y poliacutemeros como por ejemplo estinero-divinilbenceno) o la facilidad de

automatizacioacuten y acoplamiento con otras teacutecnicas como por ejemplo una conexioacuten directa con un sistema de

Figura I4 Fundamentos teoacutericos de la LLE [25]

11

Capiacutetulo I Introduccioacuten

cromatografiacutea este meacutetodo le fue ganando terreno a la LLE Otra ventaja muy importante de la SPE frente a la

LLE es la disminucioacuten en la cantidad de disolvente orgaacutenico empleada Cada vez se va innovando maacutes sobre esta

teacutecnica llegando a encontrarse fases adsorbentes formadas por poliacutemeros capaces de retener en un uacutenico

cartucho un amplio abanico de analitos lipofiacutelicos o hidrofoacutebicos aacutecidos baacutesicos o neutros [26]

El fundamento de esta extraccioacuten como se puede en la Figura I6

consiste en cuatro etapas acondicionamiento adiccioacuten de muestra

retencioacuten y elucioacuten de los analitos de intereacutes En primer lugar antes

de empezar la extraccioacuten se requiere una etapa de acondicionamiento

para preparar el adsorbente haciendo pasar un poco de disolvente

para asiacute interaccionar mejor con la muestra Luego se hace pasar la

muestra liacutequida por la fase soacutelida Idealmente el adsorbente retiene

los analitos selectivamente a medida que va pasando la muestra y la

matriz pasa sin ser retenida Por uacuteltimo los analitos se eluyen del

adsorbente con un disolvente con el que tenga mayor afinidad [27]

23 Teacutecnicas de microextraccioacuten

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)

En la microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME) se utilizan fibras de siacutelice fundida revestidas con un poliacutemero en un

disentildeo en forma de jeringa para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes El principio por el que se rige esta

extraccioacuten es el reparto del analito entre la matriz de la muestra y el revestimiento de la fibra mediante un proceso

no competitivo Se trata de un meacutetodo que cuenta con muchas ventajas ya que se elimina completamente el uso de

disolventes y aparte no son necesarios voluacutemenes de muestra grandes pero tambieacuten cuenta con algunas

desventajas ya que tanto la capacidad como la sensibilidad se ven limitadas [29]

En la figura I7 podemos ver las etapas de la extraccioacuten En un

vial cerrado con una caacutepsula y un seacuteptum tenemos la muestra

liacutequida o bien soacutelida que contenga los analitos de intereacutes

volaacutetiles Con la jeringa se perfora el seacuteptum y una vez dentro

se acciona el eacutembolo para la exposicioacuten de la fibra con los

analitos introducieacutendola en la muestra liacutequida o en su defecto

en el espacio de cabeza para la extraccioacuten de analitos volaacutetiles

de una muestra soacutelida Despueacutes de la extraccioacuten dentro del vial

Figura I6 Etapas de una SPE [28]

Figura I7 Etapas de una SPME [30]

12

Capiacutetulo I Introduccioacuten

la fibra se introduce de nuevo en la jeringa y se retira del vial [27]

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)

La microextraccioacuten en fase liacutequida se desarrolloacute como una alternativa a la LLE para la reduccioacuten en la cantidad de

disolventes orgaacutenicos siendo rentable tanto para el medioambiente como econoacutemicamente Entre las modalidades

maacutes populares de esta teacutecnica se encuentran microextraccioacuten con gota suspendida (SDME) y microextraccioacuten

liacutequido-liacutequido dispersiva (DLLME) En la SDME una gota de disolvente orgaacutenico es expuesta al espacio de

cabeza situado sobre una muestra en un vial dicha gota es suspendida del extremo de una microjeringa Por otro

lado la DLLME sobre una muestra acuosa se inyecta un pequentildeo volumen de una mezcla de disolventes en la

cual es dispersada formando una solucioacuten en la que se establece el equilibrio El disolvente de extraccioacuten debe

presentar una densidad inferior a la de la muestra para facilitar su recuperacioacuten normalmente despueacutes de

centrifugar el vial doacutende se realiza la extraccioacuten [31]

24 QuEChERS

La extraccioacuten QuEChERS de las palabras en ingleacutes Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe es un meacutetodo

de extraccioacuten que se desarrolloacute entre 2000 y 2002 para el anaacutelisis de pesticidas Como su nombre indica raacutepido

faacutecil barato eficaz robusto y seguro son las principales

caracteriacutesticas de esta preparacioacuten de muestra Se realiza en dos

etapas en primer lugar una extraccioacuten simple y una segunda fase

de purificacioacuten En la primera etapa tenemos el vial con la

muestra en el cual se antildeade un disolvente generalmente

acetonitrilo para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes en

presencia de diferentes sales (en el meacutetodo original se utiliza

sulfato de magnesio y cloruro de sodio) para facilitar la separacioacuten

de las fases En la segunda parte se realiza la purificacioacuten de la

fraccioacuten del extracto orgaacutenico Para eso se lleva a cabo una

limpieza de los analitos eliminando el agua y los compuestos

presentes en la matriz de la muestra empleando un adsorbente PSA (amina primaria y secundaria) C18 carboacuten

negro grafitizado (GCB) o una combinacioacuten de eacutestas [32]

Figura I8 Etapas de QuEChERS [33]

13

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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51

IV Bibliografiacutea [18] BADII Mohammad H LANDEROS Jeroacutenimo Plaguicidas que afectan a la salud humana y la sustentabilidad CULCyT 2015 no 19 Revista vista en httpopenjournaluacjmxojsindexphpculcytarticleview454 (Acceso el diacutea 772017) [19] OLEA Nicolaacutes FERNAacuteNDEZ Mariana F Plaguicidas persistentes En Congreso Implementacioacuten del Convenio de Contaminantes Orgaacutenicos Persistentes Madrid 2001 p 26-27 [20] httpwwwfaoorgfao-who-codexalimentariusabout-codexes (Acceso el diacutea 14052017) [21] httpeceuropaeufoodplantpesticidesmax_residue_levels_en (Acceso el diacutea 14052017 [22] ORDONtildeEZ Juan A Cambero Rodriacuteguez MI Fernaacutendez Aacutelvarez L Garciacutea Sanz ML Garciacutea de Fernando Minguilloacuten GD de la Hoz Perales L Selgas Cortecero MD Tecnologiacutea de los alimentos Volumen 1 Componentes de los Alimentos y Procesos Siacutentesis Madrid 1998paacutegs 349-351 [23] CELA Rafael Casais Maria del Carmen Lorenzo Rosa Antonia Teacutecnicas de separacioacuten en quiacutemica analiacutetica Siacutentesis 2002 Capiacutetulo 11 Extraccioacuten y lixiviacioacuten por disolvente (paacutegs206-260) [24] CANTWELL Frederick F LOSIER Manon Liquidmdashliquid extraction Comprehensive Analytical Chemistry 2002 vol 37 p 297-340 [25] Imagen de LLE sacada de httpprocesosbiowikispacescomExtracciC3B3n+liquido-liquido (Acceso el diacutea 15052017) [26] HENNION Marie-Claire Solid-phase extraction method development sorbents and coupling with liquid chromatography Journal of Chromatography A 1999 vol 856 no 1 p 3-54 [27] CELA Rafael Casais Maria del Carmen Lorenzo Rosa Antonia Teacutecnicas de separacioacuten en quiacutemica analiacutetica Siacutentesis 2002 Capiacutetulo 16 Teacutecnicas de adsorcioacuten y absorcioacuten en la preparacioacuten de muestras Extraccioacuten y microextraccioacuten en fase soacutelida (paacutegs520-555) [28] Imagen spe sacada httptoxicocbblogspotcomes201310las-intoxicaciones-con-farmacoshtml (Acceso el diacutea 15052017) [29] Chaacutefer Pericaacutes Consuelo Acoplamiento microextraccioacuten en fase soacutelida-cromatografiacutea (2006) httprodericuveshandle1055014940 (Acceso el diacutea 16052017) [30] Imagen SPME httpwwwscieloorgcoscielophpscript=sci_arttextamppid=S0122-53832002000100005 (Acceso el diacutea 16052017) [31] MONTES GOYANES Rosa Mariacutea Avances en teacutecnicas de microextraccioacuten para la determinacioacuten de compuestos traza en muestras medioambientales y alimentarias Teacutesis doctoral Noviembre 2009 (Paacutegs 34-55) [32] LEHOTAY Steven J Ae Son Kyung KwonHyeyoung Koesukwiwat Urairat Fu Wusheng Mastovska Katerina Hoh Eunha Leepipatpiboon Natchanun Comparison of QuEChERS sample preparation methods for the analysis of pesticide residues in fruits and vegetables Journal of Chromatography A 2010 vol 1217 no 16 p 2548-2560 [33] Imagen QueChERS httpswwwresearchgatenetpublication279221361_QuEChERS_A_Sample_Preparation_for_Extraction_of_Carbaryl_from_Rat_Feces (Acceso el diacutea 16052017) [34] STASHENKO Elena E MARTIacuteNEZ Jairo Reneacute Preparacioacuten de la muestra un paso crucial para el anaacutelisis por GC-MS Uma publicaccedilatildeo trimestral do Instituto Internacional de Cromatografia (IIC) Ciecircncia Cromatograacutefica 2011 vol 3 no 1 [35] Imagen GC-MS httpsorgspectroscopyintblogspotcomes201411gas-chromatography-mass-spectrometry-gchtml (Acceso el diacutea 17052017) [36] httpwwwactlabscompageaspxmenu=65ampapp=221ampcat1=534amptp=2amplk=no (Acceso el diacutea 17052017)

52

IV Bibliografiacutea [37] Quintela O Cruz A Concheiro M De Castro A amp Loacutepez-Rivadulla M (2005) Metodologiacutea LC-MS Aspectos generales de la teacutecnica y sus aplicaciones en el campo de la toxicologiacutea Rev Toxicol 22 paacutegs7-14 [38] Imagen LC-MS httpsuploadwikimediaorgwikipediaenff9Liquid_chromatography_tandem_Mass_spectrometry_diagrampng (visto 18052017) [39] Vargas de la Cruz Celia Bertha Adaptacioacuten de la Metodologiacutea Analiacutetica para la determinacioacuten de residuos de plaguicidas en frutas nativas de exportacioacuten mediante Uplc-MsMs (2012) Tesis obtenida en http20062146130handlecybertesis2331 (Acceso el diacutea 772017) [40] ROMERO GONZAacuteLEZ Roberto Fernaacutendez Moreno Joseacute Luis Plaza Bolantildeos Patricia Garrido Frenich Antonia Martiacutenez Vidal Joseacute Luis Empleo de la espectrometriacutea de masas como herramienta para la determinacioacuten de toacutexicos en alimentos hacia la seguridad alimentaria Revista Espantildeola de salud puacuteblica 2007 vol 81 no 5 p 461-474 [41] PAYAacute Andrus Fundamento y Funciones de la Espectrometriacutea de Masas Universidad de Valencia Espantildea 2006 httpmuraluvescaloan (Acceso el diacutea 19052017) [42] Imagen MS sacada de httpsesslidesharenetMaYaTorrezespectrometria-demasas (Acceso el diacutea 21052017) [43] ECONOMOU Anastasios Botitsi Helen Antoniou Spyros Tsipi Despina Determination of multi-class pesticides in wines by solid-phase extraction and liquid chromatography-tandem mass spectrometry Journal of Chromatography A 2009 vol 1216 no 31 p 5856-5867 [44] FONTANA A R Rodriacuteguez I Ramil M Altamirano JC Cela R Liquid chromatography time-of-flight mass spectrometry following sorptive microextraction for the determination of fungicide residues in wine Analytical and bioanalytical chemistry 2011 vol 401 no 2 p 767-775 [45] PELAJIĆ Maja G Peček DM Pavlović DV Čepo Novel multiresidue method for determination of pesticides in red wine using gas chromatographyndashmass spectrometry and solid phase extraction Food chemistry 2016 vol 200 p 98-106 [46] Ignaz J Buerge Juumlrgen Krauss Rociacuteo Loacutepez-Cabeza Werner Siegfried Michael Stuumlssi Felix E Wettstein Thomas Poiger Stereoselective Metabolism of the Sterol Biosynthesis Inhibitor Fungicides Fenpropidin Fenpropimorph and Spiroxamine in Grapes Sugar Beets and Wheat Journal of Agricultural and Food Chemistry 2016 vol 64 no 26 p 5301-5309 [47] M Hu X Liu F Dong J Xu S Li H Xu Y Zheng Determination of ametoctradin residue in fruits and vegetables by modified quick easy cheap effective rugged and safe method using ultra-performance liquid chromatographytandem mass spectrometry Food chemistry 2015 vol 175 p 395-400 [48] WALORCZYK Stanisław DROŻDŻYŃSKI Dariusz GNUSOWSKI Bogusław Multiresidue determination of 160 pesticides in wines employing mixed-mode dispersive-solid phase extraction and gas chromatographyndashtandem mass spectrometry Talanta 2011 vol 85 no 4 p 1856-1870 [49] Tianyang Guo Pingping Fang Juanjuan Jiang Feng Zhan Wei Yong Jiahui Liu YiYang Dong Rapid screening and quantification of residual pesticides and illegal adulterants in red wine by direct analysis in real time mass spectrometry Journal of Chromatography A 2016 vol 1471 p 27-3 [50] GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ R M CANCHO-GRANDE B SIMAL-GAacuteNDARA J Decay of fungicide residues during vinification of white grapes harvested after the application of some new active substances against downy mildew Food chemistry 2011 vol 125 no 2 p 549-560 [51] CARPINTEIRO I Ramil M Rodriacuteguez I Cela R Determination of fungicides in wine by mixed-mode solid phase extraction and liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry Journal of Chromatography A 2010 vol 1217 no 48 p 7484-7492

53

Page 2: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

DEPARTAMENTO DE QUIacuteMICA ANALIacuteTICA

NUTRICIOacuteN Y BROMATOLOGIacuteA

Facultad de Quiacutemica

15782 Santiago de Compostela

Telf 981 591 079 Fax 981 547 141

Correo electroacutenico qnsecusces

Isaac Rodriacuteguez Pereiro Profesor Titular de Universidad del Aacuterea de Quiacutemica Analiacutetica y Rafael

Cela Torrijos Catedraacutetico de la misma Aacuterea de conocimiento de la Universidad de Santiago de Com-

postela

Autorizan

A la alumna Andrea Blanco Codeso a la presentacioacuten del estudio ldquoDesarrollo de meacutetodos multiana-

lito para la determinacioacuten de residuos de fitosanitarios en vino mediante LC-MSMSrdquo que ha

realizado bajo su direccioacuten en el Laboratorio de Quiacutemica Analiacutetica del Instituto de Investigacioacuten y Anaacuteli-

sis Alimentario (IIAA) de la Universidad de Santiago de Compostela como Trabajo de Fin de Grado en

Quiacutemica

Para que conste firmamos la presente autorizacioacuten en Santiago de Compostela a 13 de Julio de 2017

Isaac Rodriacuteguez Pereiro Rafael Cela Torrijos

Iacutendice

IacuteNDICE ABSTRACTRESUMEN RESUMO helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip1

CAPIacuteTULO I INTRODUCCIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip3

1 FITOSANITARIOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip3

11 Tipos de fitosanitarios empleados en viticulturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip3

12 Estructura propiedades fiacutesico-quiacutemicas y clasificacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip6

13 Toxicidad de los pesticidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9

14 Legislacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip10

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS

A MUESTRAS DE VINOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11

23 Teacutecnicas de microextraccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip13

24 QuEChERShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip13

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN

DE PESTICIDAShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip14

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip14

32 Meacutetodos de LC-MS (MSMS)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15

33 Espectrometriacutea de masashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15

4 RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip16

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y JUSTIFICACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22

Iacutendice

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTALhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

1 MATERIAL Y REACTIVOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

11 Materialhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

12 Reactivos y disolventeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

13 Patroneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

14 Patrones internoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip24

15 Gaseshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25

2 INSTRUMENTACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25

4 LAVADO DEL MATERIALhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip26

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPEhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip26

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMShelliphelliphelliphelliphellip28

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip29

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE

DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-MSMS)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip30

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPEhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINOS COMERCIALEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip42

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONESCONCLUSIOacuteNSCONCLUSIONShelliphellip 48

VI BIBLIOGRAFIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip51

ResumenResumoAbstract

bull RESUMEN

Los pesticidas son compuestos que se emplean en vintildeedos de todo el mundo para garantizar una proteccioacuten en la

cosecha con escasas peacuterdidas producidas por diferentes organismos en uvas empleadas para la elaboracioacuten del

vino El modo de accioacuten de estos compuestos se basa en la interferencia sobre el metabolismo de diferentes

organismos sin afectar a la vid Un incremento en el empleo de estos compuestos puede determinar la existencia

de residuos en las uvas en el momento de la cosecha desde donde pueden alcanzar el vino que se elabora con las

mismas Por ese motivo se ha establecido una legislacioacuten que regule la cantidad maacutexima de residuos de pesticidas

en uvas y aunque a diacutea de hoy no hay valores regulados en el vino se recomienda que no excedan al 10 de los

liacutemites en uvas En este estudio se ha trabajado con distintos tipos de fitosanitarios fungicidas principalmente

aunque tambieacuten alguacuten insecticida con el objetivo de poder detectar la mayor cantidad de estas sustancias en vinos

comerciales optimizando la extraccioacuten mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (LC-ESI-MSMS) Se presenta una

metodologiacutea analiacutetica sencilla raacutepida y robusta que puede ser implementada en laboratorios de control de

alimentos

bull RESUMO

Os pesticidas son compostos empregados en vintildeas arredor do mundo para garantir unha proteccioacuten na colleita

con poucas perdas producidas por distintos organismos en uvas utilizadas para a fabricacioacuten do vintildeo O modo de

accioacuten destes compostos baseacutease na intromisioacuten sobre o metabolismo de diferentes organismos sen afectar aacute vide

Un acrecentamento no uso destos compostos pode fixar a existencia de residuos nas uvas no momento da colleita

onde poden chegar ao vintildeo que se produce coas mesmas Por ese motivo estipulouse unha lexislacioacuten que regula a

cantidade maacutexima de residuos de pesticidas en uvas e aiacutenda que a diacutea de hoxe non hay valores regulamentados no

vintildeo recomeacutendase que non superen ao 10 dos liacutemites en uvas Neste estudo traballouse con diferentes tipos de

pesticidas funxicidas principalmente aiacutenda que tameacuten alguacuten insecticida co obxecto de poder detectar a maior

cantidade destas sustancias en vintildeos comerciais optimizando a extraccioacuten por medio da extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) e deteccioacuten por medio de cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (LC-

MSMS) Preseacutentase unha metodoloxiacutea analiacutetica simple raacutepida e robusta que pode ser aplicada en laboratorios de

control de alimentos

1

ResumenResumoAbstract

bull ABSTRACT

Pesticides are compounds that are used in vineyards around the world to ensure protection at harvest with a few

loss produced by different organisms in grapes used to make wine The mode of action of these compounds is

based on the interference on the metabolism of different organisms without affecting the vine An increase in the

use of these compounds can determine the existence of residues in grapes at the time of harvest from where

they can reach the wine that is elaborated with the same ones For this reason legislation has been established to

regulate the maximum amount of pesticide residues in grapes and although there are currently no regulated

values in wine it is recommended that they do not exceed 10 of the limits on grapes In this study we have

worked with different types of pesticides mainly fungicides but also some insecticide with the purpose of being

able to detect the greatest amount of these substances in commercial wines extraction has been optimized by

solid phase extraction (SPE) and detection has been optimized by liquid chromatography coupled to tandem mass

spectrometry (LC-ESI-MSMS) It is presented a simple fast and robust analytical methodology that can be

implemented in food control laboratories

2

Capitulo I Introduccioacuten

CAPIacuteTULO I INTRODUCCIOacuteN

1 FITOSANITARIOS

11 Tipos de fitosanitarios empleados en viticultura

De acuerdo con el Ministerio de Agricultura y Pesca Alimentacioacuten y Medio Ambiente los fitosanitarios se definen

como una o varias sustancias activas u otros ingredientes conformando una mezcla con el fin de proteger los

productos de origen vegetal de organismos nocivos tanto de tipo vegetal como animal que conforman plagas

Dentro de estos fitosanitarios tambieacuten se encuentran las sustancias que destruyen regulan o inhiben la

germinacioacuten de las plantas pero no se contemplan dentro de este grupo vacunas medicamentos y antibioacuteticos

para uso humano o veterinario o agentes utilizados en el control bioloacutegico Los productos fitosanitarios ayudan a

asegurar una buena calidad en los alimentos asiacute como contribuyen al aumento de los rendimientos en la

agricultura [1]

Seguacuten la OMS (Organizacioacuten Mundial de la Salud) los fitosanitarios se pueden clasificar atendiendo a los

organismos a los que esteacuten destinados siendo estos insectos (insecticidas) aacutecaros (acaricidas) moluscos

(molusquicidas) roedores (rodenticidas o raticidas) hongos (fungicidas) gusanos y larvas (nematicidas) malas

hierbas (herbicidas) bacterias (antibioacuteticos pero sin comprender los de uso humano y bactericidas) y otras formas

de vida perjudiciales para la salud puacuteblica y tambieacuten para la agricultura consideradas como plagas animales o

vegetales que puedan ser generadas durante la produccioacuten almacenamiento transporte distribucioacuten y elaboracioacuten

de productos agriacutecolas y sus derivados Actualmente no se puede pensar en un cultivo racional sin el uso de alguacuten

tipo de pesticida ya que la peacuterdida de cosechas en todo el mundo debido a causa de insectos enfermedades de las

plantas y malas hierbas es equivalente a un tercio de la produccioacuten total [2] [3]

Para el estudio de los productos de fitosanitarios en vino nos centraremos solamente en los tres tipos maacutes

importantes en eacuteste aacuterea herbicidas insecticidas y sobre todo fungicidas

Los herbicidas son sustancias destinadas a destruir las malas hierbas cuyo meacutetodo de accioacuten es la interferencia

en los procesos bioquiacutemicos como la fotosiacutentesis que tienen lugar en el sistema vivo de eacutestas Generalmente se

aplican en solucioacuten o suspensioacuten acuosa en forma de nube de pequentildeas gotas dirigidas hacia el objetivo de la

aplicacioacuten Los herbicidas ofrecen los medios maacutes efectivos para el control de las plagas siendo en los paiacuteses

industrializados aplicados sobre el 85-100 de todos los cultivos principales Este tipo de sustancias son

propensas a la descomposicioacuten por microbios plantas y animales y no son comunes los problemas de residuos de

herbicidas si se utilizan de acuerdo a las instrucciones de las etiquetas [4] A pesar de todos los beneficios que nos

aportan un mal uso de estos puede convertirse en un serio problema ya que toda sustancia quiacutemica usada en

3

Capiacutetulo I Introduccioacuten

agricultura puede provocar un efecto negativo en el ambiente si es utilizada en altas dosis El uso prolongado de

un mismo herbicida puede causar problemas de resistencia de malezas fenoacutemeno que consiste en la aparicioacuten de

biotipos tolerantes de una especie la cual anteriormente era controlada por el herbicida [5]

Por otro lado los insecticidas son fitosanitarios destinados a controlar el ataque de insectos y para eso existen

distintos caminos a traveacutes de los que pueden actuar siendo envenenamiento por contacto en doacutende el insecticida

penetra a traveacutes de la cutiacutecula del insecto hasta alcanzar el sitio activo envenenamiento oral en doacutende el

insecticida es ingerido y absorbido a traveacutes del intestino o tambieacuten por fumigaciones en doacutende el insecticida

penetra en el cuerpo del insecto a traveacutes de los espiraacuteculos del sistema respiratorio Pero al igual que pasa con los

herbicidas los insectos tambieacuten desarrollan resistencia a los insecticidas debido al contacto continuo con estos

Esta resistencia puede ser expresada por varios caminos que el insecto no entre en contacto con la deposicioacuten del

insecticida que se modifique la composicioacuten del exoesqueleto inhibiendo asiacute la penetracioacuten del insecticida la

modificacioacuten del sitio activo para el fitosanitario reduciendo la sensibilidad a la forma activa del insecticida o que

la viacutea metaboacutelica del insecto se modifique negando el metabolismo del compuesto aplicado en su forma toacutexica

[6] Aunque por lo general otros aspectos de la agricultura moderna tienen un mayor impacto en el medio

ambiente los insecticidas se encuentran entre las herramientas agriacutecolas que estaacuten maacutes asociadas con el dantildeo

ambiental Su objetivo especiacutefico es matar a plagas de insectos por lo que puede que tenga un impacto letal en

organismos que no son su objetivo [7]

Por uacuteltimo los fungicidas estaacuten destinados tanto a combatir las plagas de hongos como a combatir las

enfermedades fungosas de las plantas ya sea matando retrasando el desarrollo o inhibiendo la reproduccioacuten de

los hongos Los fungicidas en general se dividen atendiendo al modo de accioacuten de eacutestos en fungicidas de

contacto fungicidas penetrantes o fungicidas sistemaacuteticos

Los fungicidas de contacto protegen uacutenicamente el sitio de aplicacioacuten contra las plagas quedando en el exterior de

la planta de eacutesta manera sin penetrar en el tejido vegetal forman una peliacutecula protectora Cuando alguna espora

de un hongo llega a su superficie se encuentra con esa peliacutecula que le impide penetrar o en su defecto germinar

En el caso de que atraviesen el tejido vegetal bien sea por una alta dosis o por una rotura en las paredes de la

planta se convierten en un producto toacutexico para ella llegando a quemarla

Otro tipo de fungicidas los fungicidas penetrantes como su nombre indica se introducen en el tejido vegetal y

una vez dentro cuentan con muy poca movilidad es decir no circulan por los vasos conductores Al tener la

capacidad de entrar en la planta pueden combatir a los hongos que ya se encuentren dentro de eacutesta pero no

pueden ser toacutexicos para ella porque de lo contrario la dantildeariacutean

Por uacuteltimo nos encontramos con los fungicidas sistemaacuteticos Este tipo de fungicidas actuacutean protegiendo a la

planta contra las plagas en distintas zonas por transfusioacuten del fitosanitario dentro de la misma Esto sucede porque

penetran en el tejido vegetal y circulan por ella a traveacutes de la corriente de los vasos conductores

El meacutetodo de accioacuten de los fungicidas se basa en interferir en el metabolismo de los hongos ya sea por un

4

Capiacutetulo I Introduccioacuten

ataque en la produccioacuten de energiacutea la inhibicioacuten de la mitosis o inhibiendo la formacioacuten de quitina que se trata

del compuesto principal de la pared celular de los hongos y que por ende influye en la permeabilidad de la

membrana [8] [9]

Las enfermedades fuacutengicas fundamentales que nos podemos encontrar en las uvas de la vid son la botritis el oiacutedio

y el mildium las cuales pueden llegar a causar peacuterdidas importantes en viticultura

La enfermedad de la botritis tambieacuten llamada moho gris estaacute causada

por el hongo Botrytis cineacuterea y se puede encontrar en todo el mundo

infectando a un amplio nuacutemero de plantas Se trata de uno de los

patoacutegenos fuacutengicos maacutes interesantes debido a que puede vivir tanto

de forma patoloacutegica produciendo la enfermedad como

alimentaacutendose de materia orgaacutenica en descomposicioacuten La accioacuten

fuacutengica del hongo se lleva a cabo cuando las uvas empiezan a

acumular azuacutecar pudiendo ser muy devastador en algunas

condiciones sobre todo en cultivos empapados por la lluvia o

localizados en un ambiente huacutemedo y con viento produciendo la peacuterdida de los racimos de uvas que son

infectados O por el contrario en otro tipo de condiciones ambientales de sequedad despueacutes de unas

condiciones de humedad dicho hongo le confiere beneficios a ciertos tipos de vino blanco [10]

El oiacutedio es una enfermedad causada por la especie Uncinula necator la cual afecta tanto al rendimiento como a la

calidad de las uvas y altera las cualidades de sus derivados vino mosto etc El proceso de infeccioacuten del oiacutedio

tiene lugar siguiendo un ciclo de reproduccioacuten en las distintas estaciones del antildeo El riesgo de infeccioacuten viene

dado en funcioacuten de la temperatura oacuteptima entre 25-30ordmC humedad del ambiente en el que se encuentre y

tambieacuten en funcioacuten de la temporada siendo maacutes resistentes los racimos de uvas a medida que van madurando El

hongo afecta a todas las parte de la vid hojas tallo y racimos las cuales presentan siacutentomas distintos Las hojas se

vuelven de un color amarillento y se cubren de un polvo fino blanco grisaacuteceo En el tallo el oiacutedio se manifiesta a

traveacutes de manchas difuminadas con coloracioacuten inicial verde oscuro volvieacutendose cada vez maacutes oscuras al final y si

ocurre un ataque fuerte puede desembocar en que el tallo se acabe secando y por consiguiente disminuye la

produccioacuten Pero el ataque maacutes fuerte se produce en los racimos empezando por cubrirse del polvillo blanco

grisaacuteceo y continuando con que el oiacutedio detiene el crecimiento de la piel de la uva con la consecuencia que la uva

se agrieta Esta enfermedad produce unos dantildeos directos en la cantidad y calidad de la cosecha y si no se toman

medidas de prevencioacuten las peacuterdidas pueden llegar a ser totales [12] [13]

Figura I1Enfermedad de botritis en un racimo de uvas [11]

Figura I2 Enfermedad del oiacutedio en hoja tallo y racimo de izquierda a derecha [14] 5

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo el mildium o mildiu es una enfermedad producida por el hongo Plasmopara vitiacutecola considerada como

una de las peores enfermedades del cultivo siempre y cuando esteacuten en las condiciones ambientales favorables para

su desarrollo Dichas condiciones oacuteptimas para la propagacioacuten de la enfermedad son las lluvias al amanecer o al

anochecer con una temperatura en un rango de 20-25 ordmC El periacuteodo sensible de la vegetacioacuten de la vintildea es a

partir de una longitud de 10 cm en adelante siendo maacutexima en el periacuteodo de mayor crecimiento de la planta Por

otro lado la sensibilidad del racimo empieza desde su formacioacuten hasta que las uvas al florecer alcanzan el tamantildeo

similar al de un guisante pero de ahiacute en adelante la sensibilidad se ve disminuida Dicho hongo cuenta con un

ciclo reproductivo abarcando varias fases desde la fase de contaminacioacuten siendo el principio hasta la fase de pro-

pagacioacuten Afecta a todos los oacuterganos verdes de la vid y sus siacutentomas son variados en las distintas zonas de eacutesta

En las caras de las hojas aparecen unas manchas amarillentas en los racimos cuando se aproxima la floracioacuten los

que se encuentran infectados se curvan secaacutendose y cubrieacutendose de una pelusa blanquecina y cuando alcanzan el

tamantildeo de un guisante en adelante las uvas de los racimos afectados se van oscureciendo y secando sin que apa-

rezca la fructificacioacuten del hongo ademaacutes de oscurecerse el tallo [15]

12 Estructura propiedades fiacutesico-quiacutemicas y clasificacioacuten

En este trabajo nos centramos en estudiar los residuos de veintitreacutes fitosanitarios tipo fungicida principalmente

aunque tambieacuten alguacuten residuo tipo insecticida Las caracteriacutesticas maacutes importantes de dichos compuestos seraacuten

recogidas en la Tabla I1 que incluye estructuras clasificacioacuten (se ha usado el acroacutenimo ldquoFrdquo en caso de ser

fungicidas e ldquoIrdquo en caso de ser insecticidas) y propiedades fiacutesico-quiacutemicas Las propiedades fiacutesico-quiacutemicas que

pueden resultar maacutes relevantes para este estudio son el pKa ya que la mayoriacutea se trata de compuestos baacutesicos

aunque se encuentre alguacuten aacutecido deacutebil como es por ejemplo el Fenhexamid y Kow describiendo el coeficiente de

reparto entre octanolagua empleado para medir el grado de hidrofobidad que proporciona una estimacioacuten de

la posible distribucioacuten del analito entre materia orgaacutenica y agua

Figura I3 Enfermedad del mildium en la imagen de la izquierda coacutemo afecta a las hojas imagen central coacutemo

afecta a los racimos cuaacutendo estaacuten infectados al comenzar la floracioacuten y en la imagen de la derecha coacutemo afecta a

los racimos en doacutende las uvas tienen tamantildeo mayor al de un guisante [16]

6

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Ametoctradin

(AME)

5-ethyl-6-

octyl[124]triazolo[15-

a]pyrimidin-7-amine

C15H25N5 865318-97-4 F 440 278

Benalaxyl

(BEN)

Methyl-N-(phenylacetyl)-N-

(26-xylyl)-D-alaninate C20H23NO3 98243-83-5 F 368 -

Boscalid

(BOS)

2-Chloro-N-(4rsquo-

chlorobiphenyl-2-yl)-

nicotinamide

C18H12Cl2N2O 188425-85-6 F 296 -

Carbendazim

(CAR)

Methyl 2-benzimidazole

carbamate C9H9N3O2 10605-21-7 F 148 420

Cyprodinil

(CYP)

4-Cyclopropyl-6-methyl-N-

phenilpyrimidin-2-amine C14H15N3 121552-61-2 F 400 309

Dimethomorph

(DIM)

(2E)-3-(4-chlorophenyl)-3-(34-

dimethoxyphenyl)-1-

(morpholin-4-yl)prop-2-en-1-

one

C21H22ClNO4 110488-70-5 F 268 -13

Fenhexamid

(FEH)

N-(23-dichloro-4-

hydroxyphenyl)-1-methyl-

cyclohexanecarboxamide

C14H17Cl2NO2 126833-17-8 F 351 73

Fenpropidin

(FEP)

1-[(RS)-3-(4-tert-butylphenyl)-

2-methylpropyl]piperidine C19H31N 67306-00-7 F 26 1013

Fluopicolid

(FLU)

26-dichloro-N-[3-chloro-5-

(trifluoromethyl)-2-

pyridylmethyl]benzamide

C14H8Cl3F3N2O 239110-15-7 F 29 -

Imidacloprid

(IMI)

(E)-1-(6-chloro-3-

pyridylmethyl)-N-

nitroimidazolidin-2-

ylideneamine

C9H10ClN5O2 138261-41-3 I 057 -

Iprovalicarb

(IPR)

Isopropyl (S)-2-methyl-1-[1-(p-

tolyl)ethylcarbamoyl]propyl-

carbamate

C18H28N2O3 140923-17-7 F 32 -

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I1 Estructura clasificacioacuten y propiedades fiacutesico-quiacutemicas de intereacutes para los analitos de estudio

7

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Mandipropamid

(MAN)

2-(4-chlorophenyl)-N-[3-

methoxy-4-(2-

propynyloxy)phenethyl]-2-(2-

propynyloxy)acetamide

C23H22ClNO4 374726-62-2 F 32 -

Metalaxyl

(MET)

N-(26-dimethylphenyl)-N-

(methoxyacetyl)-DL-alanine

methyl ester

C15H21NO4 57837-19-1 F 175 000

Myclobutanil

(MYC)

2-(4-chlorophenyl)-2-(1H-

124-triazol-1-

ylmethyl)hexanentrile

C15H17ClN4 88671-89-0 F 289 230

Penconazol

(PEN)

1-[2-(24-

dichlorophenyl)pentyl]-1H-

124-triazole

C13H15Cl2N3 66246-88-6 F 372 151

Pyraclostrobin

(PYC)

Methyl2-[1-(4-chlorophenyl)-

1H-pyrazol-3-

yloxymethyl]phenylmetoxy-

carbamate

C19H18ClN3O4 175013-18-0 F 399 -

Pyrimethanil

(PYM)

4-6-dimethyl-N-phenyl-2-

pyrimidinamine C12H13N3 53112-28-0 F 284 352

Tebuconazol

(TEC)

1-(4-chlorophenyl)-44-

dimethyl-3-(1H-124-triazol-1-

ylmethyl)-3-pentanol

C16H22ClN3O 107534-96-3 F 370 500

Tebufenozid

(TEF)

35-dimethylbenzoic acid 1-

(11-dimethylethyl)-2-(4-

ethylbenzoyl)hidrazide

C22H28N2O2 112410-23-8 I 425 -

Thiabendazol

(TBZ)

2-(13-thiazol-4-yl)-1H-

benzimidazole C10H7N3S 148-79-8 F 239 473

Thiamethoxam

(TME)

3-[(2-chloro-5-

thiazolyl)methyl]tetrahydro-5-

methyl-N-nitro-4H-135-

oxadiazin-4-imine

C8H10ClN5O3S 153719-23-4 I -013 -

Thiophanate-

methyl

(THI-M)

DimethylNNrsquo-[12-

phenylenebis(azanediylcarbono

thioyl)] dicarbamate

C12H14N4O4S2 23564-05-8 F 145 728

Triadimenol

(TRI)

1-(4-chlorophenoxy)-33-

dimethyl-1-(1H-124-triazol-1-

yl)-2-butanol

C14H18ClN3O2 55219-65-3 F 318

-

ordf Valores para la forma neutra 8

Capiacutetulo I Introduccioacuten

13 Toxicidad de los pesticidas

En los uacuteltimos antildeos el uso indiscriminado de pesticidas de siacutentesis en agricultura ha creado graves problemas de

salud y medioambientales ya que su uso debido al aumento de la poblacioacuten y por consiguiente de la actividad

agraria se ha incrementado considerablemente Durante las tres uacuteltimas deacutecadas una estimacioacuten dada por la

Organizacioacuten Mundial de la Salud y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente revela que

aproximadamente cerca de 20000 personas al antildeo mueren generalmente agricultores por exposicioacuten continuada

a alguno de estos toacutexicos En la mayoriacutea de los casos los agricultores utilizan los pesticidas de forma que las

cantidades se desviacutean significativamente de las recomendadas ya que asocian cantidades maacutes altas con mayor

efectividad y velocidad de accioacuten El mal uso de dichos toacutexicos se ve en los signos presentes en los ecosistemas

afectados pudiendo llegar a ser perjudiciales para la salud humana Estos riesgos que causan tanto en la salud

como en el medioambiente pueden ser reducidos o en su defecto evitados mediante la educacioacuten sobre este tipo

de toacutexicos con el fin de frenar su uso excesivo y descontrolado [17]

Desde el punto de vista medioambiental los fitosanitarios empleados en un cultivo pueden persistir en los

distintos medios tierra aire o agua y afectar tanto a ecosistemas terrestres como acuaacuteticos En los sistemas

terrestres los suelos son contaminados mediante la aplicacioacuten del toacutexico de forma directa o como deposicioacuten del

resultado de una suspensioacuten aeacuterea Eacutestos pueden persistir desde varios diacuteas hasta varios antildeos ya que el suelo

retiene y moviliza el toacutexico despueacutes de su emisioacuten Los que persisten maacutes tiempo en el medioambiente tienen una

mayor probabilidad de interaccionar con otros elementos del sistema y si su vida media es mayor a la frecuencia

con la que se aplica el pesticida tienden a acumularse tanto en el suelo como en las especies que habitan en eacutel Por

otro lado el agua es contaminada por pesticidas bien por aplicacioacuten directa por estar presentes en las

precipitaciones de la atmoacutesfera o bien por la movilidad que tienen desde el suelo Tanto los pesticidas solubles

como los insolubles interaccionan con los ecosistemas acuaacuteticos los hidrosolubles persisten maacutes tiempo

solubilizados en agua mientras que los otros se asocian a los sedimentos y se concentran en las especies que

habitan el medio acuaacutetico [18]

Como consecuencia de la amplia distribucioacuten de los toacutexicos en aire suelo y agua se produce una acumulacioacuten de

ellos en los elementos que contribuyen a la alimentacioacuten humana ya que su amplio uso hace que el contacto con

los plaguicidas por parte de personas y animales sea inevitable La contaminacioacuten de los alimentos se puede

presentar por aplicacioacuten directa de los pesticidas el uso de eacutestos durante el manejo transporte y almacenamiento

de los productos comestibles o por su acumulacioacuten en la cadena troacutefica Son bioacumulables en el organismo

debido a su caraacutecter lipofiacutelico lo que les confiere una vida media en los tejidos larga La exposicioacuten a pesticidas

persistentes no tiene la misma repercusioacuten en cada uno de los individuos expuestos sino que se considera criacutetica la

exposicioacuten durante la etapas embrionaria fetal y primeros antildeos de vida en doacutende se transmite de madres a hijos

mediante la gestacioacuten y la lactancia como resultado de la acumulacioacuten en el tejido graso de la madre [19]

9

Capiacutetulo I Introduccioacuten

14 Legislacioacuten

El aumento del uso de fitosanitarios en actividades relacionadas con la produccioacuten de alimentos para consumo

humano o animal tambieacuten desembocoacute en una preocupacioacuten social debido a su toxicidad y bioacumulacioacuten En

respuesta la Organizacioacuten de las Naciones Unidas para la Alimentacioacuten y la Agricultura (FAO) en colaboracioacuten

con la Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS) pusieron en marcha un programa Codex Alimentarius cuyo

objetivo a traveacutes de sus normas y coacutedigos de praacutecticas alimentarias internacionales es garantizar la calidad e

inocuidad de los alimentos que estaacuten al alcance de cualquier persona Con estas normas internacionales los

consumidores pueden confiar en la calidad de los alimentos independientemente de su origen geograacutefico [20]

Todos los alimentos destinados al consumo humano o animal en la Unioacuten Europea estaacuten sujetos a un liacutemite

maacuteximo de residuos de plaguicidas para la proteccioacuten de la salud humana y animal Actualmente en lo referente a

legislacioacuten para el control de la cantidad del toacutexico en la uva estaacute vigente el Reglamento 3962005 del Parlamento

Europeo y del Consejo de 23 de febrero de 2005 referido a la regulacioacuten de los liacutemites maacuteximos de residuos de

plaguicidas en alimentos y piensos de origen vegetal y animal El liacutemite maacuteximo de residuos (LMR) se define co-

mo el nivel maacutes alto de un residuo de un pesticida que se tolera de manera legal sobre los alimentos o piensos

cuando se aplican correctamente Las cantidades de residuos que se encuentren deben ser lo maacutes bajas posible

para garantizar la seguridad en la alimentacioacuten de los consumidores Dichos liacutemites maacuteximos de residuos estaacuten

fijados por la Comisioacuten Europea pudieacutendose encontrar en su base de datos LMR [21]

A continuacioacuten en la Tabla I2 se resumen los LMRs de los compuestos de este estudio en uvas de vinificacioacuten

en unidades de mgkg de uva En el caso del vino no hay legislacioacuten en lo referente a estos pesticidas solamente

la recomendacioacuten de no superar el 10 del valor del LMR en uva

Compuesto LMRs (mgkg uva) Compuesto LMRs (mgkg uva)

AME 6 MET 1

BEN 03 MYC 1

BOS 5 PEN 02

CAR 05 PYC 2

CYP 3 PYM 5

DIM 3 TEC 1

FEH 15 TEF 3

FEP 001 TBZ 005

FLU 2 TME 04

IMI 1 THI-M 3

IPR 2 TRI 2

MAN 2

Tabla I2 Liacutemites maacuteximos de residuos permitidos para los compuestos estudiados en uvas

10

Capiacutetulo I Introduccioacuten

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS A MUESTRAS DE VINO

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)

Se entiende por extraccioacuten liacutequido-liacutequido al meacutetodo mediante el cual un analito de intereacutes se separa por el

contacto con otra fase en la cual tiene mayor afinidad de la matriz en la que se halle Los procesos de extraccioacuten

implican dos fases y requieren tres pasos sucesivos mezcla de materia prima y disolvente separacioacuten de las dos

fases despueacutes del contacto y eliminacioacuten del disolvente que contiene el analito [22]

La extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE) se basa en la distribucioacuten

de un analito entre dos fases liacutequidas inmiscibles en las

cuales analito y matriz tienen solubilidades diferentes

Principalmente una de las fases es un medio acuoso en

general se trata de la muestra y la otra un disolvente

orgaacutenico La selectividad y eficacia de este meacutetodo vienen

determinadas por la eleccioacuten del disolvente y por los factores

que pueden afectar al proceso de equilibrio (pH adiccioacuten de

sales neutras en la fase acuosa para reducir la solubilidad del

analito etc) [23] Esta teacutecnica permite llevar a cabo extracciones para un rango muy amplio de analitos siendo

una de las maacutes antiguas para la preparacioacuten de muestras en el anaacutelisis cualitativo y cuantitativo Ofrece grandes

capacidades de muestreo lineal y cuenta con la ventaja de la cantidad de informacioacuten existente sobre este meacutetodo

[24]

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

En 1978 aparecieron los primeros cartuchos desechables para la extraccioacuten en fase soacutelida y actualmente casi 40

antildeos despueacutes la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) es la teacutecnica de preparacioacuten de muestras maacutes empleada en los

laboratorios Es una teacutecnica de preparacioacuten y tratamiento de muestras que se basa en la retencioacuten en una fase

adsorbente del analito de intereacutes presente en una muestra liacutequida que pasa a traveacutes de ella Debido a la variedad de

formatos (discos cartuchos y jeringas) y tipos de adsorbentes (los maacutes comunes carboacuten activo aluacutemina siacutelica gel

silicato de magnesio siacutelices enlazadas y poliacutemeros como por ejemplo estinero-divinilbenceno) o la facilidad de

automatizacioacuten y acoplamiento con otras teacutecnicas como por ejemplo una conexioacuten directa con un sistema de

Figura I4 Fundamentos teoacutericos de la LLE [25]

11

Capiacutetulo I Introduccioacuten

cromatografiacutea este meacutetodo le fue ganando terreno a la LLE Otra ventaja muy importante de la SPE frente a la

LLE es la disminucioacuten en la cantidad de disolvente orgaacutenico empleada Cada vez se va innovando maacutes sobre esta

teacutecnica llegando a encontrarse fases adsorbentes formadas por poliacutemeros capaces de retener en un uacutenico

cartucho un amplio abanico de analitos lipofiacutelicos o hidrofoacutebicos aacutecidos baacutesicos o neutros [26]

El fundamento de esta extraccioacuten como se puede en la Figura I6

consiste en cuatro etapas acondicionamiento adiccioacuten de muestra

retencioacuten y elucioacuten de los analitos de intereacutes En primer lugar antes

de empezar la extraccioacuten se requiere una etapa de acondicionamiento

para preparar el adsorbente haciendo pasar un poco de disolvente

para asiacute interaccionar mejor con la muestra Luego se hace pasar la

muestra liacutequida por la fase soacutelida Idealmente el adsorbente retiene

los analitos selectivamente a medida que va pasando la muestra y la

matriz pasa sin ser retenida Por uacuteltimo los analitos se eluyen del

adsorbente con un disolvente con el que tenga mayor afinidad [27]

23 Teacutecnicas de microextraccioacuten

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)

En la microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME) se utilizan fibras de siacutelice fundida revestidas con un poliacutemero en un

disentildeo en forma de jeringa para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes El principio por el que se rige esta

extraccioacuten es el reparto del analito entre la matriz de la muestra y el revestimiento de la fibra mediante un proceso

no competitivo Se trata de un meacutetodo que cuenta con muchas ventajas ya que se elimina completamente el uso de

disolventes y aparte no son necesarios voluacutemenes de muestra grandes pero tambieacuten cuenta con algunas

desventajas ya que tanto la capacidad como la sensibilidad se ven limitadas [29]

En la figura I7 podemos ver las etapas de la extraccioacuten En un

vial cerrado con una caacutepsula y un seacuteptum tenemos la muestra

liacutequida o bien soacutelida que contenga los analitos de intereacutes

volaacutetiles Con la jeringa se perfora el seacuteptum y una vez dentro

se acciona el eacutembolo para la exposicioacuten de la fibra con los

analitos introducieacutendola en la muestra liacutequida o en su defecto

en el espacio de cabeza para la extraccioacuten de analitos volaacutetiles

de una muestra soacutelida Despueacutes de la extraccioacuten dentro del vial

Figura I6 Etapas de una SPE [28]

Figura I7 Etapas de una SPME [30]

12

Capiacutetulo I Introduccioacuten

la fibra se introduce de nuevo en la jeringa y se retira del vial [27]

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)

La microextraccioacuten en fase liacutequida se desarrolloacute como una alternativa a la LLE para la reduccioacuten en la cantidad de

disolventes orgaacutenicos siendo rentable tanto para el medioambiente como econoacutemicamente Entre las modalidades

maacutes populares de esta teacutecnica se encuentran microextraccioacuten con gota suspendida (SDME) y microextraccioacuten

liacutequido-liacutequido dispersiva (DLLME) En la SDME una gota de disolvente orgaacutenico es expuesta al espacio de

cabeza situado sobre una muestra en un vial dicha gota es suspendida del extremo de una microjeringa Por otro

lado la DLLME sobre una muestra acuosa se inyecta un pequentildeo volumen de una mezcla de disolventes en la

cual es dispersada formando una solucioacuten en la que se establece el equilibrio El disolvente de extraccioacuten debe

presentar una densidad inferior a la de la muestra para facilitar su recuperacioacuten normalmente despueacutes de

centrifugar el vial doacutende se realiza la extraccioacuten [31]

24 QuEChERS

La extraccioacuten QuEChERS de las palabras en ingleacutes Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe es un meacutetodo

de extraccioacuten que se desarrolloacute entre 2000 y 2002 para el anaacutelisis de pesticidas Como su nombre indica raacutepido

faacutecil barato eficaz robusto y seguro son las principales

caracteriacutesticas de esta preparacioacuten de muestra Se realiza en dos

etapas en primer lugar una extraccioacuten simple y una segunda fase

de purificacioacuten En la primera etapa tenemos el vial con la

muestra en el cual se antildeade un disolvente generalmente

acetonitrilo para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes en

presencia de diferentes sales (en el meacutetodo original se utiliza

sulfato de magnesio y cloruro de sodio) para facilitar la separacioacuten

de las fases En la segunda parte se realiza la purificacioacuten de la

fraccioacuten del extracto orgaacutenico Para eso se lleva a cabo una

limpieza de los analitos eliminando el agua y los compuestos

presentes en la matriz de la muestra empleando un adsorbente PSA (amina primaria y secundaria) C18 carboacuten

negro grafitizado (GCB) o una combinacioacuten de eacutestas [32]

Figura I8 Etapas de QuEChERS [33]

13

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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52

IV Bibliografiacutea [37] Quintela O Cruz A Concheiro M De Castro A amp Loacutepez-Rivadulla M (2005) Metodologiacutea LC-MS Aspectos generales de la teacutecnica y sus aplicaciones en el campo de la toxicologiacutea Rev Toxicol 22 paacutegs7-14 [38] Imagen LC-MS httpsuploadwikimediaorgwikipediaenff9Liquid_chromatography_tandem_Mass_spectrometry_diagrampng (visto 18052017) [39] Vargas de la Cruz Celia Bertha Adaptacioacuten de la Metodologiacutea Analiacutetica para la determinacioacuten de residuos de plaguicidas en frutas nativas de exportacioacuten mediante Uplc-MsMs (2012) Tesis obtenida en http20062146130handlecybertesis2331 (Acceso el diacutea 772017) [40] ROMERO GONZAacuteLEZ Roberto Fernaacutendez Moreno Joseacute Luis Plaza Bolantildeos Patricia Garrido Frenich Antonia Martiacutenez Vidal Joseacute Luis Empleo de la espectrometriacutea de masas como herramienta para la determinacioacuten de toacutexicos en alimentos hacia la seguridad alimentaria Revista Espantildeola de salud puacuteblica 2007 vol 81 no 5 p 461-474 [41] PAYAacute Andrus Fundamento y Funciones de la Espectrometriacutea de Masas Universidad de Valencia Espantildea 2006 httpmuraluvescaloan (Acceso el diacutea 19052017) [42] Imagen MS sacada de httpsesslidesharenetMaYaTorrezespectrometria-demasas (Acceso el diacutea 21052017) [43] ECONOMOU Anastasios Botitsi Helen Antoniou Spyros Tsipi Despina Determination of multi-class pesticides in wines by solid-phase extraction and liquid chromatography-tandem mass spectrometry Journal of Chromatography A 2009 vol 1216 no 31 p 5856-5867 [44] FONTANA A R Rodriacuteguez I Ramil M Altamirano JC Cela R Liquid chromatography time-of-flight mass spectrometry following sorptive microextraction for the determination of fungicide residues in wine Analytical and bioanalytical chemistry 2011 vol 401 no 2 p 767-775 [45] PELAJIĆ Maja G Peček DM Pavlović DV Čepo Novel multiresidue method for determination of pesticides in red wine using gas chromatographyndashmass spectrometry and solid phase extraction Food chemistry 2016 vol 200 p 98-106 [46] Ignaz J Buerge Juumlrgen Krauss Rociacuteo Loacutepez-Cabeza Werner Siegfried Michael Stuumlssi Felix E Wettstein Thomas Poiger Stereoselective Metabolism of the Sterol Biosynthesis Inhibitor Fungicides Fenpropidin Fenpropimorph and Spiroxamine in Grapes Sugar Beets and Wheat Journal of Agricultural and Food Chemistry 2016 vol 64 no 26 p 5301-5309 [47] M Hu X Liu F Dong J Xu S Li H Xu Y Zheng Determination of ametoctradin residue in fruits and vegetables by modified quick easy cheap effective rugged and safe method using ultra-performance liquid chromatographytandem mass spectrometry Food chemistry 2015 vol 175 p 395-400 [48] WALORCZYK Stanisław DROŻDŻYŃSKI Dariusz GNUSOWSKI Bogusław Multiresidue determination of 160 pesticides in wines employing mixed-mode dispersive-solid phase extraction and gas chromatographyndashtandem mass spectrometry Talanta 2011 vol 85 no 4 p 1856-1870 [49] Tianyang Guo Pingping Fang Juanjuan Jiang Feng Zhan Wei Yong Jiahui Liu YiYang Dong Rapid screening and quantification of residual pesticides and illegal adulterants in red wine by direct analysis in real time mass spectrometry Journal of Chromatography A 2016 vol 1471 p 27-3 [50] GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ R M CANCHO-GRANDE B SIMAL-GAacuteNDARA J Decay of fungicide residues during vinification of white grapes harvested after the application of some new active substances against downy mildew Food chemistry 2011 vol 125 no 2 p 549-560 [51] CARPINTEIRO I Ramil M Rodriacuteguez I Cela R Determination of fungicides in wine by mixed-mode solid phase extraction and liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry Journal of Chromatography A 2010 vol 1217 no 48 p 7484-7492

53

Page 3: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

Iacutendice

IacuteNDICE ABSTRACTRESUMEN RESUMO helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip1

CAPIacuteTULO I INTRODUCCIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip3

1 FITOSANITARIOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip3

11 Tipos de fitosanitarios empleados en viticulturahelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip3

12 Estructura propiedades fiacutesico-quiacutemicas y clasificacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip6

13 Toxicidad de los pesticidashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip9

14 Legislacioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip10

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS

A MUESTRAS DE VINOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip11

23 Teacutecnicas de microextraccioacutenhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip12

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip13

24 QuEChERShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip13

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN

DE PESTICIDAShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip14

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip14

32 Meacutetodos de LC-MS (MSMS)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15

33 Espectrometriacutea de masashelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip15

4 RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip16

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip19

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y JUSTIFICACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip22

Iacutendice

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTALhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

1 MATERIAL Y REACTIVOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

11 Materialhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

12 Reactivos y disolventeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

13 Patroneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

14 Patrones internoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip24

15 Gaseshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25

2 INSTRUMENTACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25

4 LAVADO DEL MATERIALhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip26

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPEhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip26

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMShelliphelliphelliphelliphellip28

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip29

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE

DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-MSMS)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip30

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPEhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINOS COMERCIALEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip42

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONESCONCLUSIOacuteNSCONCLUSIONShelliphellip 48

VI BIBLIOGRAFIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip51

ResumenResumoAbstract

bull RESUMEN

Los pesticidas son compuestos que se emplean en vintildeedos de todo el mundo para garantizar una proteccioacuten en la

cosecha con escasas peacuterdidas producidas por diferentes organismos en uvas empleadas para la elaboracioacuten del

vino El modo de accioacuten de estos compuestos se basa en la interferencia sobre el metabolismo de diferentes

organismos sin afectar a la vid Un incremento en el empleo de estos compuestos puede determinar la existencia

de residuos en las uvas en el momento de la cosecha desde donde pueden alcanzar el vino que se elabora con las

mismas Por ese motivo se ha establecido una legislacioacuten que regule la cantidad maacutexima de residuos de pesticidas

en uvas y aunque a diacutea de hoy no hay valores regulados en el vino se recomienda que no excedan al 10 de los

liacutemites en uvas En este estudio se ha trabajado con distintos tipos de fitosanitarios fungicidas principalmente

aunque tambieacuten alguacuten insecticida con el objetivo de poder detectar la mayor cantidad de estas sustancias en vinos

comerciales optimizando la extraccioacuten mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (LC-ESI-MSMS) Se presenta una

metodologiacutea analiacutetica sencilla raacutepida y robusta que puede ser implementada en laboratorios de control de

alimentos

bull RESUMO

Os pesticidas son compostos empregados en vintildeas arredor do mundo para garantir unha proteccioacuten na colleita

con poucas perdas producidas por distintos organismos en uvas utilizadas para a fabricacioacuten do vintildeo O modo de

accioacuten destes compostos baseacutease na intromisioacuten sobre o metabolismo de diferentes organismos sen afectar aacute vide

Un acrecentamento no uso destos compostos pode fixar a existencia de residuos nas uvas no momento da colleita

onde poden chegar ao vintildeo que se produce coas mesmas Por ese motivo estipulouse unha lexislacioacuten que regula a

cantidade maacutexima de residuos de pesticidas en uvas e aiacutenda que a diacutea de hoxe non hay valores regulamentados no

vintildeo recomeacutendase que non superen ao 10 dos liacutemites en uvas Neste estudo traballouse con diferentes tipos de

pesticidas funxicidas principalmente aiacutenda que tameacuten alguacuten insecticida co obxecto de poder detectar a maior

cantidade destas sustancias en vintildeos comerciais optimizando a extraccioacuten por medio da extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) e deteccioacuten por medio de cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (LC-

MSMS) Preseacutentase unha metodoloxiacutea analiacutetica simple raacutepida e robusta que pode ser aplicada en laboratorios de

control de alimentos

1

ResumenResumoAbstract

bull ABSTRACT

Pesticides are compounds that are used in vineyards around the world to ensure protection at harvest with a few

loss produced by different organisms in grapes used to make wine The mode of action of these compounds is

based on the interference on the metabolism of different organisms without affecting the vine An increase in the

use of these compounds can determine the existence of residues in grapes at the time of harvest from where

they can reach the wine that is elaborated with the same ones For this reason legislation has been established to

regulate the maximum amount of pesticide residues in grapes and although there are currently no regulated

values in wine it is recommended that they do not exceed 10 of the limits on grapes In this study we have

worked with different types of pesticides mainly fungicides but also some insecticide with the purpose of being

able to detect the greatest amount of these substances in commercial wines extraction has been optimized by

solid phase extraction (SPE) and detection has been optimized by liquid chromatography coupled to tandem mass

spectrometry (LC-ESI-MSMS) It is presented a simple fast and robust analytical methodology that can be

implemented in food control laboratories

2

Capitulo I Introduccioacuten

CAPIacuteTULO I INTRODUCCIOacuteN

1 FITOSANITARIOS

11 Tipos de fitosanitarios empleados en viticultura

De acuerdo con el Ministerio de Agricultura y Pesca Alimentacioacuten y Medio Ambiente los fitosanitarios se definen

como una o varias sustancias activas u otros ingredientes conformando una mezcla con el fin de proteger los

productos de origen vegetal de organismos nocivos tanto de tipo vegetal como animal que conforman plagas

Dentro de estos fitosanitarios tambieacuten se encuentran las sustancias que destruyen regulan o inhiben la

germinacioacuten de las plantas pero no se contemplan dentro de este grupo vacunas medicamentos y antibioacuteticos

para uso humano o veterinario o agentes utilizados en el control bioloacutegico Los productos fitosanitarios ayudan a

asegurar una buena calidad en los alimentos asiacute como contribuyen al aumento de los rendimientos en la

agricultura [1]

Seguacuten la OMS (Organizacioacuten Mundial de la Salud) los fitosanitarios se pueden clasificar atendiendo a los

organismos a los que esteacuten destinados siendo estos insectos (insecticidas) aacutecaros (acaricidas) moluscos

(molusquicidas) roedores (rodenticidas o raticidas) hongos (fungicidas) gusanos y larvas (nematicidas) malas

hierbas (herbicidas) bacterias (antibioacuteticos pero sin comprender los de uso humano y bactericidas) y otras formas

de vida perjudiciales para la salud puacuteblica y tambieacuten para la agricultura consideradas como plagas animales o

vegetales que puedan ser generadas durante la produccioacuten almacenamiento transporte distribucioacuten y elaboracioacuten

de productos agriacutecolas y sus derivados Actualmente no se puede pensar en un cultivo racional sin el uso de alguacuten

tipo de pesticida ya que la peacuterdida de cosechas en todo el mundo debido a causa de insectos enfermedades de las

plantas y malas hierbas es equivalente a un tercio de la produccioacuten total [2] [3]

Para el estudio de los productos de fitosanitarios en vino nos centraremos solamente en los tres tipos maacutes

importantes en eacuteste aacuterea herbicidas insecticidas y sobre todo fungicidas

Los herbicidas son sustancias destinadas a destruir las malas hierbas cuyo meacutetodo de accioacuten es la interferencia

en los procesos bioquiacutemicos como la fotosiacutentesis que tienen lugar en el sistema vivo de eacutestas Generalmente se

aplican en solucioacuten o suspensioacuten acuosa en forma de nube de pequentildeas gotas dirigidas hacia el objetivo de la

aplicacioacuten Los herbicidas ofrecen los medios maacutes efectivos para el control de las plagas siendo en los paiacuteses

industrializados aplicados sobre el 85-100 de todos los cultivos principales Este tipo de sustancias son

propensas a la descomposicioacuten por microbios plantas y animales y no son comunes los problemas de residuos de

herbicidas si se utilizan de acuerdo a las instrucciones de las etiquetas [4] A pesar de todos los beneficios que nos

aportan un mal uso de estos puede convertirse en un serio problema ya que toda sustancia quiacutemica usada en

3

Capiacutetulo I Introduccioacuten

agricultura puede provocar un efecto negativo en el ambiente si es utilizada en altas dosis El uso prolongado de

un mismo herbicida puede causar problemas de resistencia de malezas fenoacutemeno que consiste en la aparicioacuten de

biotipos tolerantes de una especie la cual anteriormente era controlada por el herbicida [5]

Por otro lado los insecticidas son fitosanitarios destinados a controlar el ataque de insectos y para eso existen

distintos caminos a traveacutes de los que pueden actuar siendo envenenamiento por contacto en doacutende el insecticida

penetra a traveacutes de la cutiacutecula del insecto hasta alcanzar el sitio activo envenenamiento oral en doacutende el

insecticida es ingerido y absorbido a traveacutes del intestino o tambieacuten por fumigaciones en doacutende el insecticida

penetra en el cuerpo del insecto a traveacutes de los espiraacuteculos del sistema respiratorio Pero al igual que pasa con los

herbicidas los insectos tambieacuten desarrollan resistencia a los insecticidas debido al contacto continuo con estos

Esta resistencia puede ser expresada por varios caminos que el insecto no entre en contacto con la deposicioacuten del

insecticida que se modifique la composicioacuten del exoesqueleto inhibiendo asiacute la penetracioacuten del insecticida la

modificacioacuten del sitio activo para el fitosanitario reduciendo la sensibilidad a la forma activa del insecticida o que

la viacutea metaboacutelica del insecto se modifique negando el metabolismo del compuesto aplicado en su forma toacutexica

[6] Aunque por lo general otros aspectos de la agricultura moderna tienen un mayor impacto en el medio

ambiente los insecticidas se encuentran entre las herramientas agriacutecolas que estaacuten maacutes asociadas con el dantildeo

ambiental Su objetivo especiacutefico es matar a plagas de insectos por lo que puede que tenga un impacto letal en

organismos que no son su objetivo [7]

Por uacuteltimo los fungicidas estaacuten destinados tanto a combatir las plagas de hongos como a combatir las

enfermedades fungosas de las plantas ya sea matando retrasando el desarrollo o inhibiendo la reproduccioacuten de

los hongos Los fungicidas en general se dividen atendiendo al modo de accioacuten de eacutestos en fungicidas de

contacto fungicidas penetrantes o fungicidas sistemaacuteticos

Los fungicidas de contacto protegen uacutenicamente el sitio de aplicacioacuten contra las plagas quedando en el exterior de

la planta de eacutesta manera sin penetrar en el tejido vegetal forman una peliacutecula protectora Cuando alguna espora

de un hongo llega a su superficie se encuentra con esa peliacutecula que le impide penetrar o en su defecto germinar

En el caso de que atraviesen el tejido vegetal bien sea por una alta dosis o por una rotura en las paredes de la

planta se convierten en un producto toacutexico para ella llegando a quemarla

Otro tipo de fungicidas los fungicidas penetrantes como su nombre indica se introducen en el tejido vegetal y

una vez dentro cuentan con muy poca movilidad es decir no circulan por los vasos conductores Al tener la

capacidad de entrar en la planta pueden combatir a los hongos que ya se encuentren dentro de eacutesta pero no

pueden ser toacutexicos para ella porque de lo contrario la dantildeariacutean

Por uacuteltimo nos encontramos con los fungicidas sistemaacuteticos Este tipo de fungicidas actuacutean protegiendo a la

planta contra las plagas en distintas zonas por transfusioacuten del fitosanitario dentro de la misma Esto sucede porque

penetran en el tejido vegetal y circulan por ella a traveacutes de la corriente de los vasos conductores

El meacutetodo de accioacuten de los fungicidas se basa en interferir en el metabolismo de los hongos ya sea por un

4

Capiacutetulo I Introduccioacuten

ataque en la produccioacuten de energiacutea la inhibicioacuten de la mitosis o inhibiendo la formacioacuten de quitina que se trata

del compuesto principal de la pared celular de los hongos y que por ende influye en la permeabilidad de la

membrana [8] [9]

Las enfermedades fuacutengicas fundamentales que nos podemos encontrar en las uvas de la vid son la botritis el oiacutedio

y el mildium las cuales pueden llegar a causar peacuterdidas importantes en viticultura

La enfermedad de la botritis tambieacuten llamada moho gris estaacute causada

por el hongo Botrytis cineacuterea y se puede encontrar en todo el mundo

infectando a un amplio nuacutemero de plantas Se trata de uno de los

patoacutegenos fuacutengicos maacutes interesantes debido a que puede vivir tanto

de forma patoloacutegica produciendo la enfermedad como

alimentaacutendose de materia orgaacutenica en descomposicioacuten La accioacuten

fuacutengica del hongo se lleva a cabo cuando las uvas empiezan a

acumular azuacutecar pudiendo ser muy devastador en algunas

condiciones sobre todo en cultivos empapados por la lluvia o

localizados en un ambiente huacutemedo y con viento produciendo la peacuterdida de los racimos de uvas que son

infectados O por el contrario en otro tipo de condiciones ambientales de sequedad despueacutes de unas

condiciones de humedad dicho hongo le confiere beneficios a ciertos tipos de vino blanco [10]

El oiacutedio es una enfermedad causada por la especie Uncinula necator la cual afecta tanto al rendimiento como a la

calidad de las uvas y altera las cualidades de sus derivados vino mosto etc El proceso de infeccioacuten del oiacutedio

tiene lugar siguiendo un ciclo de reproduccioacuten en las distintas estaciones del antildeo El riesgo de infeccioacuten viene

dado en funcioacuten de la temperatura oacuteptima entre 25-30ordmC humedad del ambiente en el que se encuentre y

tambieacuten en funcioacuten de la temporada siendo maacutes resistentes los racimos de uvas a medida que van madurando El

hongo afecta a todas las parte de la vid hojas tallo y racimos las cuales presentan siacutentomas distintos Las hojas se

vuelven de un color amarillento y se cubren de un polvo fino blanco grisaacuteceo En el tallo el oiacutedio se manifiesta a

traveacutes de manchas difuminadas con coloracioacuten inicial verde oscuro volvieacutendose cada vez maacutes oscuras al final y si

ocurre un ataque fuerte puede desembocar en que el tallo se acabe secando y por consiguiente disminuye la

produccioacuten Pero el ataque maacutes fuerte se produce en los racimos empezando por cubrirse del polvillo blanco

grisaacuteceo y continuando con que el oiacutedio detiene el crecimiento de la piel de la uva con la consecuencia que la uva

se agrieta Esta enfermedad produce unos dantildeos directos en la cantidad y calidad de la cosecha y si no se toman

medidas de prevencioacuten las peacuterdidas pueden llegar a ser totales [12] [13]

Figura I1Enfermedad de botritis en un racimo de uvas [11]

Figura I2 Enfermedad del oiacutedio en hoja tallo y racimo de izquierda a derecha [14] 5

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo el mildium o mildiu es una enfermedad producida por el hongo Plasmopara vitiacutecola considerada como

una de las peores enfermedades del cultivo siempre y cuando esteacuten en las condiciones ambientales favorables para

su desarrollo Dichas condiciones oacuteptimas para la propagacioacuten de la enfermedad son las lluvias al amanecer o al

anochecer con una temperatura en un rango de 20-25 ordmC El periacuteodo sensible de la vegetacioacuten de la vintildea es a

partir de una longitud de 10 cm en adelante siendo maacutexima en el periacuteodo de mayor crecimiento de la planta Por

otro lado la sensibilidad del racimo empieza desde su formacioacuten hasta que las uvas al florecer alcanzan el tamantildeo

similar al de un guisante pero de ahiacute en adelante la sensibilidad se ve disminuida Dicho hongo cuenta con un

ciclo reproductivo abarcando varias fases desde la fase de contaminacioacuten siendo el principio hasta la fase de pro-

pagacioacuten Afecta a todos los oacuterganos verdes de la vid y sus siacutentomas son variados en las distintas zonas de eacutesta

En las caras de las hojas aparecen unas manchas amarillentas en los racimos cuando se aproxima la floracioacuten los

que se encuentran infectados se curvan secaacutendose y cubrieacutendose de una pelusa blanquecina y cuando alcanzan el

tamantildeo de un guisante en adelante las uvas de los racimos afectados se van oscureciendo y secando sin que apa-

rezca la fructificacioacuten del hongo ademaacutes de oscurecerse el tallo [15]

12 Estructura propiedades fiacutesico-quiacutemicas y clasificacioacuten

En este trabajo nos centramos en estudiar los residuos de veintitreacutes fitosanitarios tipo fungicida principalmente

aunque tambieacuten alguacuten residuo tipo insecticida Las caracteriacutesticas maacutes importantes de dichos compuestos seraacuten

recogidas en la Tabla I1 que incluye estructuras clasificacioacuten (se ha usado el acroacutenimo ldquoFrdquo en caso de ser

fungicidas e ldquoIrdquo en caso de ser insecticidas) y propiedades fiacutesico-quiacutemicas Las propiedades fiacutesico-quiacutemicas que

pueden resultar maacutes relevantes para este estudio son el pKa ya que la mayoriacutea se trata de compuestos baacutesicos

aunque se encuentre alguacuten aacutecido deacutebil como es por ejemplo el Fenhexamid y Kow describiendo el coeficiente de

reparto entre octanolagua empleado para medir el grado de hidrofobidad que proporciona una estimacioacuten de

la posible distribucioacuten del analito entre materia orgaacutenica y agua

Figura I3 Enfermedad del mildium en la imagen de la izquierda coacutemo afecta a las hojas imagen central coacutemo

afecta a los racimos cuaacutendo estaacuten infectados al comenzar la floracioacuten y en la imagen de la derecha coacutemo afecta a

los racimos en doacutende las uvas tienen tamantildeo mayor al de un guisante [16]

6

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Ametoctradin

(AME)

5-ethyl-6-

octyl[124]triazolo[15-

a]pyrimidin-7-amine

C15H25N5 865318-97-4 F 440 278

Benalaxyl

(BEN)

Methyl-N-(phenylacetyl)-N-

(26-xylyl)-D-alaninate C20H23NO3 98243-83-5 F 368 -

Boscalid

(BOS)

2-Chloro-N-(4rsquo-

chlorobiphenyl-2-yl)-

nicotinamide

C18H12Cl2N2O 188425-85-6 F 296 -

Carbendazim

(CAR)

Methyl 2-benzimidazole

carbamate C9H9N3O2 10605-21-7 F 148 420

Cyprodinil

(CYP)

4-Cyclopropyl-6-methyl-N-

phenilpyrimidin-2-amine C14H15N3 121552-61-2 F 400 309

Dimethomorph

(DIM)

(2E)-3-(4-chlorophenyl)-3-(34-

dimethoxyphenyl)-1-

(morpholin-4-yl)prop-2-en-1-

one

C21H22ClNO4 110488-70-5 F 268 -13

Fenhexamid

(FEH)

N-(23-dichloro-4-

hydroxyphenyl)-1-methyl-

cyclohexanecarboxamide

C14H17Cl2NO2 126833-17-8 F 351 73

Fenpropidin

(FEP)

1-[(RS)-3-(4-tert-butylphenyl)-

2-methylpropyl]piperidine C19H31N 67306-00-7 F 26 1013

Fluopicolid

(FLU)

26-dichloro-N-[3-chloro-5-

(trifluoromethyl)-2-

pyridylmethyl]benzamide

C14H8Cl3F3N2O 239110-15-7 F 29 -

Imidacloprid

(IMI)

(E)-1-(6-chloro-3-

pyridylmethyl)-N-

nitroimidazolidin-2-

ylideneamine

C9H10ClN5O2 138261-41-3 I 057 -

Iprovalicarb

(IPR)

Isopropyl (S)-2-methyl-1-[1-(p-

tolyl)ethylcarbamoyl]propyl-

carbamate

C18H28N2O3 140923-17-7 F 32 -

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I1 Estructura clasificacioacuten y propiedades fiacutesico-quiacutemicas de intereacutes para los analitos de estudio

7

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Mandipropamid

(MAN)

2-(4-chlorophenyl)-N-[3-

methoxy-4-(2-

propynyloxy)phenethyl]-2-(2-

propynyloxy)acetamide

C23H22ClNO4 374726-62-2 F 32 -

Metalaxyl

(MET)

N-(26-dimethylphenyl)-N-

(methoxyacetyl)-DL-alanine

methyl ester

C15H21NO4 57837-19-1 F 175 000

Myclobutanil

(MYC)

2-(4-chlorophenyl)-2-(1H-

124-triazol-1-

ylmethyl)hexanentrile

C15H17ClN4 88671-89-0 F 289 230

Penconazol

(PEN)

1-[2-(24-

dichlorophenyl)pentyl]-1H-

124-triazole

C13H15Cl2N3 66246-88-6 F 372 151

Pyraclostrobin

(PYC)

Methyl2-[1-(4-chlorophenyl)-

1H-pyrazol-3-

yloxymethyl]phenylmetoxy-

carbamate

C19H18ClN3O4 175013-18-0 F 399 -

Pyrimethanil

(PYM)

4-6-dimethyl-N-phenyl-2-

pyrimidinamine C12H13N3 53112-28-0 F 284 352

Tebuconazol

(TEC)

1-(4-chlorophenyl)-44-

dimethyl-3-(1H-124-triazol-1-

ylmethyl)-3-pentanol

C16H22ClN3O 107534-96-3 F 370 500

Tebufenozid

(TEF)

35-dimethylbenzoic acid 1-

(11-dimethylethyl)-2-(4-

ethylbenzoyl)hidrazide

C22H28N2O2 112410-23-8 I 425 -

Thiabendazol

(TBZ)

2-(13-thiazol-4-yl)-1H-

benzimidazole C10H7N3S 148-79-8 F 239 473

Thiamethoxam

(TME)

3-[(2-chloro-5-

thiazolyl)methyl]tetrahydro-5-

methyl-N-nitro-4H-135-

oxadiazin-4-imine

C8H10ClN5O3S 153719-23-4 I -013 -

Thiophanate-

methyl

(THI-M)

DimethylNNrsquo-[12-

phenylenebis(azanediylcarbono

thioyl)] dicarbamate

C12H14N4O4S2 23564-05-8 F 145 728

Triadimenol

(TRI)

1-(4-chlorophenoxy)-33-

dimethyl-1-(1H-124-triazol-1-

yl)-2-butanol

C14H18ClN3O2 55219-65-3 F 318

-

ordf Valores para la forma neutra 8

Capiacutetulo I Introduccioacuten

13 Toxicidad de los pesticidas

En los uacuteltimos antildeos el uso indiscriminado de pesticidas de siacutentesis en agricultura ha creado graves problemas de

salud y medioambientales ya que su uso debido al aumento de la poblacioacuten y por consiguiente de la actividad

agraria se ha incrementado considerablemente Durante las tres uacuteltimas deacutecadas una estimacioacuten dada por la

Organizacioacuten Mundial de la Salud y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente revela que

aproximadamente cerca de 20000 personas al antildeo mueren generalmente agricultores por exposicioacuten continuada

a alguno de estos toacutexicos En la mayoriacutea de los casos los agricultores utilizan los pesticidas de forma que las

cantidades se desviacutean significativamente de las recomendadas ya que asocian cantidades maacutes altas con mayor

efectividad y velocidad de accioacuten El mal uso de dichos toacutexicos se ve en los signos presentes en los ecosistemas

afectados pudiendo llegar a ser perjudiciales para la salud humana Estos riesgos que causan tanto en la salud

como en el medioambiente pueden ser reducidos o en su defecto evitados mediante la educacioacuten sobre este tipo

de toacutexicos con el fin de frenar su uso excesivo y descontrolado [17]

Desde el punto de vista medioambiental los fitosanitarios empleados en un cultivo pueden persistir en los

distintos medios tierra aire o agua y afectar tanto a ecosistemas terrestres como acuaacuteticos En los sistemas

terrestres los suelos son contaminados mediante la aplicacioacuten del toacutexico de forma directa o como deposicioacuten del

resultado de una suspensioacuten aeacuterea Eacutestos pueden persistir desde varios diacuteas hasta varios antildeos ya que el suelo

retiene y moviliza el toacutexico despueacutes de su emisioacuten Los que persisten maacutes tiempo en el medioambiente tienen una

mayor probabilidad de interaccionar con otros elementos del sistema y si su vida media es mayor a la frecuencia

con la que se aplica el pesticida tienden a acumularse tanto en el suelo como en las especies que habitan en eacutel Por

otro lado el agua es contaminada por pesticidas bien por aplicacioacuten directa por estar presentes en las

precipitaciones de la atmoacutesfera o bien por la movilidad que tienen desde el suelo Tanto los pesticidas solubles

como los insolubles interaccionan con los ecosistemas acuaacuteticos los hidrosolubles persisten maacutes tiempo

solubilizados en agua mientras que los otros se asocian a los sedimentos y se concentran en las especies que

habitan el medio acuaacutetico [18]

Como consecuencia de la amplia distribucioacuten de los toacutexicos en aire suelo y agua se produce una acumulacioacuten de

ellos en los elementos que contribuyen a la alimentacioacuten humana ya que su amplio uso hace que el contacto con

los plaguicidas por parte de personas y animales sea inevitable La contaminacioacuten de los alimentos se puede

presentar por aplicacioacuten directa de los pesticidas el uso de eacutestos durante el manejo transporte y almacenamiento

de los productos comestibles o por su acumulacioacuten en la cadena troacutefica Son bioacumulables en el organismo

debido a su caraacutecter lipofiacutelico lo que les confiere una vida media en los tejidos larga La exposicioacuten a pesticidas

persistentes no tiene la misma repercusioacuten en cada uno de los individuos expuestos sino que se considera criacutetica la

exposicioacuten durante la etapas embrionaria fetal y primeros antildeos de vida en doacutende se transmite de madres a hijos

mediante la gestacioacuten y la lactancia como resultado de la acumulacioacuten en el tejido graso de la madre [19]

9

Capiacutetulo I Introduccioacuten

14 Legislacioacuten

El aumento del uso de fitosanitarios en actividades relacionadas con la produccioacuten de alimentos para consumo

humano o animal tambieacuten desembocoacute en una preocupacioacuten social debido a su toxicidad y bioacumulacioacuten En

respuesta la Organizacioacuten de las Naciones Unidas para la Alimentacioacuten y la Agricultura (FAO) en colaboracioacuten

con la Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS) pusieron en marcha un programa Codex Alimentarius cuyo

objetivo a traveacutes de sus normas y coacutedigos de praacutecticas alimentarias internacionales es garantizar la calidad e

inocuidad de los alimentos que estaacuten al alcance de cualquier persona Con estas normas internacionales los

consumidores pueden confiar en la calidad de los alimentos independientemente de su origen geograacutefico [20]

Todos los alimentos destinados al consumo humano o animal en la Unioacuten Europea estaacuten sujetos a un liacutemite

maacuteximo de residuos de plaguicidas para la proteccioacuten de la salud humana y animal Actualmente en lo referente a

legislacioacuten para el control de la cantidad del toacutexico en la uva estaacute vigente el Reglamento 3962005 del Parlamento

Europeo y del Consejo de 23 de febrero de 2005 referido a la regulacioacuten de los liacutemites maacuteximos de residuos de

plaguicidas en alimentos y piensos de origen vegetal y animal El liacutemite maacuteximo de residuos (LMR) se define co-

mo el nivel maacutes alto de un residuo de un pesticida que se tolera de manera legal sobre los alimentos o piensos

cuando se aplican correctamente Las cantidades de residuos que se encuentren deben ser lo maacutes bajas posible

para garantizar la seguridad en la alimentacioacuten de los consumidores Dichos liacutemites maacuteximos de residuos estaacuten

fijados por la Comisioacuten Europea pudieacutendose encontrar en su base de datos LMR [21]

A continuacioacuten en la Tabla I2 se resumen los LMRs de los compuestos de este estudio en uvas de vinificacioacuten

en unidades de mgkg de uva En el caso del vino no hay legislacioacuten en lo referente a estos pesticidas solamente

la recomendacioacuten de no superar el 10 del valor del LMR en uva

Compuesto LMRs (mgkg uva) Compuesto LMRs (mgkg uva)

AME 6 MET 1

BEN 03 MYC 1

BOS 5 PEN 02

CAR 05 PYC 2

CYP 3 PYM 5

DIM 3 TEC 1

FEH 15 TEF 3

FEP 001 TBZ 005

FLU 2 TME 04

IMI 1 THI-M 3

IPR 2 TRI 2

MAN 2

Tabla I2 Liacutemites maacuteximos de residuos permitidos para los compuestos estudiados en uvas

10

Capiacutetulo I Introduccioacuten

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS A MUESTRAS DE VINO

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)

Se entiende por extraccioacuten liacutequido-liacutequido al meacutetodo mediante el cual un analito de intereacutes se separa por el

contacto con otra fase en la cual tiene mayor afinidad de la matriz en la que se halle Los procesos de extraccioacuten

implican dos fases y requieren tres pasos sucesivos mezcla de materia prima y disolvente separacioacuten de las dos

fases despueacutes del contacto y eliminacioacuten del disolvente que contiene el analito [22]

La extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE) se basa en la distribucioacuten

de un analito entre dos fases liacutequidas inmiscibles en las

cuales analito y matriz tienen solubilidades diferentes

Principalmente una de las fases es un medio acuoso en

general se trata de la muestra y la otra un disolvente

orgaacutenico La selectividad y eficacia de este meacutetodo vienen

determinadas por la eleccioacuten del disolvente y por los factores

que pueden afectar al proceso de equilibrio (pH adiccioacuten de

sales neutras en la fase acuosa para reducir la solubilidad del

analito etc) [23] Esta teacutecnica permite llevar a cabo extracciones para un rango muy amplio de analitos siendo

una de las maacutes antiguas para la preparacioacuten de muestras en el anaacutelisis cualitativo y cuantitativo Ofrece grandes

capacidades de muestreo lineal y cuenta con la ventaja de la cantidad de informacioacuten existente sobre este meacutetodo

[24]

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

En 1978 aparecieron los primeros cartuchos desechables para la extraccioacuten en fase soacutelida y actualmente casi 40

antildeos despueacutes la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) es la teacutecnica de preparacioacuten de muestras maacutes empleada en los

laboratorios Es una teacutecnica de preparacioacuten y tratamiento de muestras que se basa en la retencioacuten en una fase

adsorbente del analito de intereacutes presente en una muestra liacutequida que pasa a traveacutes de ella Debido a la variedad de

formatos (discos cartuchos y jeringas) y tipos de adsorbentes (los maacutes comunes carboacuten activo aluacutemina siacutelica gel

silicato de magnesio siacutelices enlazadas y poliacutemeros como por ejemplo estinero-divinilbenceno) o la facilidad de

automatizacioacuten y acoplamiento con otras teacutecnicas como por ejemplo una conexioacuten directa con un sistema de

Figura I4 Fundamentos teoacutericos de la LLE [25]

11

Capiacutetulo I Introduccioacuten

cromatografiacutea este meacutetodo le fue ganando terreno a la LLE Otra ventaja muy importante de la SPE frente a la

LLE es la disminucioacuten en la cantidad de disolvente orgaacutenico empleada Cada vez se va innovando maacutes sobre esta

teacutecnica llegando a encontrarse fases adsorbentes formadas por poliacutemeros capaces de retener en un uacutenico

cartucho un amplio abanico de analitos lipofiacutelicos o hidrofoacutebicos aacutecidos baacutesicos o neutros [26]

El fundamento de esta extraccioacuten como se puede en la Figura I6

consiste en cuatro etapas acondicionamiento adiccioacuten de muestra

retencioacuten y elucioacuten de los analitos de intereacutes En primer lugar antes

de empezar la extraccioacuten se requiere una etapa de acondicionamiento

para preparar el adsorbente haciendo pasar un poco de disolvente

para asiacute interaccionar mejor con la muestra Luego se hace pasar la

muestra liacutequida por la fase soacutelida Idealmente el adsorbente retiene

los analitos selectivamente a medida que va pasando la muestra y la

matriz pasa sin ser retenida Por uacuteltimo los analitos se eluyen del

adsorbente con un disolvente con el que tenga mayor afinidad [27]

23 Teacutecnicas de microextraccioacuten

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)

En la microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME) se utilizan fibras de siacutelice fundida revestidas con un poliacutemero en un

disentildeo en forma de jeringa para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes El principio por el que se rige esta

extraccioacuten es el reparto del analito entre la matriz de la muestra y el revestimiento de la fibra mediante un proceso

no competitivo Se trata de un meacutetodo que cuenta con muchas ventajas ya que se elimina completamente el uso de

disolventes y aparte no son necesarios voluacutemenes de muestra grandes pero tambieacuten cuenta con algunas

desventajas ya que tanto la capacidad como la sensibilidad se ven limitadas [29]

En la figura I7 podemos ver las etapas de la extraccioacuten En un

vial cerrado con una caacutepsula y un seacuteptum tenemos la muestra

liacutequida o bien soacutelida que contenga los analitos de intereacutes

volaacutetiles Con la jeringa se perfora el seacuteptum y una vez dentro

se acciona el eacutembolo para la exposicioacuten de la fibra con los

analitos introducieacutendola en la muestra liacutequida o en su defecto

en el espacio de cabeza para la extraccioacuten de analitos volaacutetiles

de una muestra soacutelida Despueacutes de la extraccioacuten dentro del vial

Figura I6 Etapas de una SPE [28]

Figura I7 Etapas de una SPME [30]

12

Capiacutetulo I Introduccioacuten

la fibra se introduce de nuevo en la jeringa y se retira del vial [27]

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)

La microextraccioacuten en fase liacutequida se desarrolloacute como una alternativa a la LLE para la reduccioacuten en la cantidad de

disolventes orgaacutenicos siendo rentable tanto para el medioambiente como econoacutemicamente Entre las modalidades

maacutes populares de esta teacutecnica se encuentran microextraccioacuten con gota suspendida (SDME) y microextraccioacuten

liacutequido-liacutequido dispersiva (DLLME) En la SDME una gota de disolvente orgaacutenico es expuesta al espacio de

cabeza situado sobre una muestra en un vial dicha gota es suspendida del extremo de una microjeringa Por otro

lado la DLLME sobre una muestra acuosa se inyecta un pequentildeo volumen de una mezcla de disolventes en la

cual es dispersada formando una solucioacuten en la que se establece el equilibrio El disolvente de extraccioacuten debe

presentar una densidad inferior a la de la muestra para facilitar su recuperacioacuten normalmente despueacutes de

centrifugar el vial doacutende se realiza la extraccioacuten [31]

24 QuEChERS

La extraccioacuten QuEChERS de las palabras en ingleacutes Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe es un meacutetodo

de extraccioacuten que se desarrolloacute entre 2000 y 2002 para el anaacutelisis de pesticidas Como su nombre indica raacutepido

faacutecil barato eficaz robusto y seguro son las principales

caracteriacutesticas de esta preparacioacuten de muestra Se realiza en dos

etapas en primer lugar una extraccioacuten simple y una segunda fase

de purificacioacuten En la primera etapa tenemos el vial con la

muestra en el cual se antildeade un disolvente generalmente

acetonitrilo para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes en

presencia de diferentes sales (en el meacutetodo original se utiliza

sulfato de magnesio y cloruro de sodio) para facilitar la separacioacuten

de las fases En la segunda parte se realiza la purificacioacuten de la

fraccioacuten del extracto orgaacutenico Para eso se lleva a cabo una

limpieza de los analitos eliminando el agua y los compuestos

presentes en la matriz de la muestra empleando un adsorbente PSA (amina primaria y secundaria) C18 carboacuten

negro grafitizado (GCB) o una combinacioacuten de eacutestas [32]

Figura I8 Etapas de QuEChERS [33]

13

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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51

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53

Page 4: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

Iacutendice

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTALhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

1 MATERIAL Y REACTIVOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

11 Materialhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

12 Reactivos y disolventeshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

13 Patroneshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip23

14 Patrones internoshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip24

15 Gaseshelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25

2 INSTRUMENTACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip25

4 LAVADO DEL MATERIALhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip26

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPEhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip26

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMShelliphelliphelliphelliphellip28

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip 29

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip29

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE

DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-MSMS)helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip30

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPEhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip33

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteNhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip39

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINOS COMERCIALEShelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip42

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONESCONCLUSIOacuteNSCONCLUSIONShelliphellip 48

VI BIBLIOGRAFIacuteAhelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip51

ResumenResumoAbstract

bull RESUMEN

Los pesticidas son compuestos que se emplean en vintildeedos de todo el mundo para garantizar una proteccioacuten en la

cosecha con escasas peacuterdidas producidas por diferentes organismos en uvas empleadas para la elaboracioacuten del

vino El modo de accioacuten de estos compuestos se basa en la interferencia sobre el metabolismo de diferentes

organismos sin afectar a la vid Un incremento en el empleo de estos compuestos puede determinar la existencia

de residuos en las uvas en el momento de la cosecha desde donde pueden alcanzar el vino que se elabora con las

mismas Por ese motivo se ha establecido una legislacioacuten que regule la cantidad maacutexima de residuos de pesticidas

en uvas y aunque a diacutea de hoy no hay valores regulados en el vino se recomienda que no excedan al 10 de los

liacutemites en uvas En este estudio se ha trabajado con distintos tipos de fitosanitarios fungicidas principalmente

aunque tambieacuten alguacuten insecticida con el objetivo de poder detectar la mayor cantidad de estas sustancias en vinos

comerciales optimizando la extraccioacuten mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (LC-ESI-MSMS) Se presenta una

metodologiacutea analiacutetica sencilla raacutepida y robusta que puede ser implementada en laboratorios de control de

alimentos

bull RESUMO

Os pesticidas son compostos empregados en vintildeas arredor do mundo para garantir unha proteccioacuten na colleita

con poucas perdas producidas por distintos organismos en uvas utilizadas para a fabricacioacuten do vintildeo O modo de

accioacuten destes compostos baseacutease na intromisioacuten sobre o metabolismo de diferentes organismos sen afectar aacute vide

Un acrecentamento no uso destos compostos pode fixar a existencia de residuos nas uvas no momento da colleita

onde poden chegar ao vintildeo que se produce coas mesmas Por ese motivo estipulouse unha lexislacioacuten que regula a

cantidade maacutexima de residuos de pesticidas en uvas e aiacutenda que a diacutea de hoxe non hay valores regulamentados no

vintildeo recomeacutendase que non superen ao 10 dos liacutemites en uvas Neste estudo traballouse con diferentes tipos de

pesticidas funxicidas principalmente aiacutenda que tameacuten alguacuten insecticida co obxecto de poder detectar a maior

cantidade destas sustancias en vintildeos comerciais optimizando a extraccioacuten por medio da extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) e deteccioacuten por medio de cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (LC-

MSMS) Preseacutentase unha metodoloxiacutea analiacutetica simple raacutepida e robusta que pode ser aplicada en laboratorios de

control de alimentos

1

ResumenResumoAbstract

bull ABSTRACT

Pesticides are compounds that are used in vineyards around the world to ensure protection at harvest with a few

loss produced by different organisms in grapes used to make wine The mode of action of these compounds is

based on the interference on the metabolism of different organisms without affecting the vine An increase in the

use of these compounds can determine the existence of residues in grapes at the time of harvest from where

they can reach the wine that is elaborated with the same ones For this reason legislation has been established to

regulate the maximum amount of pesticide residues in grapes and although there are currently no regulated

values in wine it is recommended that they do not exceed 10 of the limits on grapes In this study we have

worked with different types of pesticides mainly fungicides but also some insecticide with the purpose of being

able to detect the greatest amount of these substances in commercial wines extraction has been optimized by

solid phase extraction (SPE) and detection has been optimized by liquid chromatography coupled to tandem mass

spectrometry (LC-ESI-MSMS) It is presented a simple fast and robust analytical methodology that can be

implemented in food control laboratories

2

Capitulo I Introduccioacuten

CAPIacuteTULO I INTRODUCCIOacuteN

1 FITOSANITARIOS

11 Tipos de fitosanitarios empleados en viticultura

De acuerdo con el Ministerio de Agricultura y Pesca Alimentacioacuten y Medio Ambiente los fitosanitarios se definen

como una o varias sustancias activas u otros ingredientes conformando una mezcla con el fin de proteger los

productos de origen vegetal de organismos nocivos tanto de tipo vegetal como animal que conforman plagas

Dentro de estos fitosanitarios tambieacuten se encuentran las sustancias que destruyen regulan o inhiben la

germinacioacuten de las plantas pero no se contemplan dentro de este grupo vacunas medicamentos y antibioacuteticos

para uso humano o veterinario o agentes utilizados en el control bioloacutegico Los productos fitosanitarios ayudan a

asegurar una buena calidad en los alimentos asiacute como contribuyen al aumento de los rendimientos en la

agricultura [1]

Seguacuten la OMS (Organizacioacuten Mundial de la Salud) los fitosanitarios se pueden clasificar atendiendo a los

organismos a los que esteacuten destinados siendo estos insectos (insecticidas) aacutecaros (acaricidas) moluscos

(molusquicidas) roedores (rodenticidas o raticidas) hongos (fungicidas) gusanos y larvas (nematicidas) malas

hierbas (herbicidas) bacterias (antibioacuteticos pero sin comprender los de uso humano y bactericidas) y otras formas

de vida perjudiciales para la salud puacuteblica y tambieacuten para la agricultura consideradas como plagas animales o

vegetales que puedan ser generadas durante la produccioacuten almacenamiento transporte distribucioacuten y elaboracioacuten

de productos agriacutecolas y sus derivados Actualmente no se puede pensar en un cultivo racional sin el uso de alguacuten

tipo de pesticida ya que la peacuterdida de cosechas en todo el mundo debido a causa de insectos enfermedades de las

plantas y malas hierbas es equivalente a un tercio de la produccioacuten total [2] [3]

Para el estudio de los productos de fitosanitarios en vino nos centraremos solamente en los tres tipos maacutes

importantes en eacuteste aacuterea herbicidas insecticidas y sobre todo fungicidas

Los herbicidas son sustancias destinadas a destruir las malas hierbas cuyo meacutetodo de accioacuten es la interferencia

en los procesos bioquiacutemicos como la fotosiacutentesis que tienen lugar en el sistema vivo de eacutestas Generalmente se

aplican en solucioacuten o suspensioacuten acuosa en forma de nube de pequentildeas gotas dirigidas hacia el objetivo de la

aplicacioacuten Los herbicidas ofrecen los medios maacutes efectivos para el control de las plagas siendo en los paiacuteses

industrializados aplicados sobre el 85-100 de todos los cultivos principales Este tipo de sustancias son

propensas a la descomposicioacuten por microbios plantas y animales y no son comunes los problemas de residuos de

herbicidas si se utilizan de acuerdo a las instrucciones de las etiquetas [4] A pesar de todos los beneficios que nos

aportan un mal uso de estos puede convertirse en un serio problema ya que toda sustancia quiacutemica usada en

3

Capiacutetulo I Introduccioacuten

agricultura puede provocar un efecto negativo en el ambiente si es utilizada en altas dosis El uso prolongado de

un mismo herbicida puede causar problemas de resistencia de malezas fenoacutemeno que consiste en la aparicioacuten de

biotipos tolerantes de una especie la cual anteriormente era controlada por el herbicida [5]

Por otro lado los insecticidas son fitosanitarios destinados a controlar el ataque de insectos y para eso existen

distintos caminos a traveacutes de los que pueden actuar siendo envenenamiento por contacto en doacutende el insecticida

penetra a traveacutes de la cutiacutecula del insecto hasta alcanzar el sitio activo envenenamiento oral en doacutende el

insecticida es ingerido y absorbido a traveacutes del intestino o tambieacuten por fumigaciones en doacutende el insecticida

penetra en el cuerpo del insecto a traveacutes de los espiraacuteculos del sistema respiratorio Pero al igual que pasa con los

herbicidas los insectos tambieacuten desarrollan resistencia a los insecticidas debido al contacto continuo con estos

Esta resistencia puede ser expresada por varios caminos que el insecto no entre en contacto con la deposicioacuten del

insecticida que se modifique la composicioacuten del exoesqueleto inhibiendo asiacute la penetracioacuten del insecticida la

modificacioacuten del sitio activo para el fitosanitario reduciendo la sensibilidad a la forma activa del insecticida o que

la viacutea metaboacutelica del insecto se modifique negando el metabolismo del compuesto aplicado en su forma toacutexica

[6] Aunque por lo general otros aspectos de la agricultura moderna tienen un mayor impacto en el medio

ambiente los insecticidas se encuentran entre las herramientas agriacutecolas que estaacuten maacutes asociadas con el dantildeo

ambiental Su objetivo especiacutefico es matar a plagas de insectos por lo que puede que tenga un impacto letal en

organismos que no son su objetivo [7]

Por uacuteltimo los fungicidas estaacuten destinados tanto a combatir las plagas de hongos como a combatir las

enfermedades fungosas de las plantas ya sea matando retrasando el desarrollo o inhibiendo la reproduccioacuten de

los hongos Los fungicidas en general se dividen atendiendo al modo de accioacuten de eacutestos en fungicidas de

contacto fungicidas penetrantes o fungicidas sistemaacuteticos

Los fungicidas de contacto protegen uacutenicamente el sitio de aplicacioacuten contra las plagas quedando en el exterior de

la planta de eacutesta manera sin penetrar en el tejido vegetal forman una peliacutecula protectora Cuando alguna espora

de un hongo llega a su superficie se encuentra con esa peliacutecula que le impide penetrar o en su defecto germinar

En el caso de que atraviesen el tejido vegetal bien sea por una alta dosis o por una rotura en las paredes de la

planta se convierten en un producto toacutexico para ella llegando a quemarla

Otro tipo de fungicidas los fungicidas penetrantes como su nombre indica se introducen en el tejido vegetal y

una vez dentro cuentan con muy poca movilidad es decir no circulan por los vasos conductores Al tener la

capacidad de entrar en la planta pueden combatir a los hongos que ya se encuentren dentro de eacutesta pero no

pueden ser toacutexicos para ella porque de lo contrario la dantildeariacutean

Por uacuteltimo nos encontramos con los fungicidas sistemaacuteticos Este tipo de fungicidas actuacutean protegiendo a la

planta contra las plagas en distintas zonas por transfusioacuten del fitosanitario dentro de la misma Esto sucede porque

penetran en el tejido vegetal y circulan por ella a traveacutes de la corriente de los vasos conductores

El meacutetodo de accioacuten de los fungicidas se basa en interferir en el metabolismo de los hongos ya sea por un

4

Capiacutetulo I Introduccioacuten

ataque en la produccioacuten de energiacutea la inhibicioacuten de la mitosis o inhibiendo la formacioacuten de quitina que se trata

del compuesto principal de la pared celular de los hongos y que por ende influye en la permeabilidad de la

membrana [8] [9]

Las enfermedades fuacutengicas fundamentales que nos podemos encontrar en las uvas de la vid son la botritis el oiacutedio

y el mildium las cuales pueden llegar a causar peacuterdidas importantes en viticultura

La enfermedad de la botritis tambieacuten llamada moho gris estaacute causada

por el hongo Botrytis cineacuterea y se puede encontrar en todo el mundo

infectando a un amplio nuacutemero de plantas Se trata de uno de los

patoacutegenos fuacutengicos maacutes interesantes debido a que puede vivir tanto

de forma patoloacutegica produciendo la enfermedad como

alimentaacutendose de materia orgaacutenica en descomposicioacuten La accioacuten

fuacutengica del hongo se lleva a cabo cuando las uvas empiezan a

acumular azuacutecar pudiendo ser muy devastador en algunas

condiciones sobre todo en cultivos empapados por la lluvia o

localizados en un ambiente huacutemedo y con viento produciendo la peacuterdida de los racimos de uvas que son

infectados O por el contrario en otro tipo de condiciones ambientales de sequedad despueacutes de unas

condiciones de humedad dicho hongo le confiere beneficios a ciertos tipos de vino blanco [10]

El oiacutedio es una enfermedad causada por la especie Uncinula necator la cual afecta tanto al rendimiento como a la

calidad de las uvas y altera las cualidades de sus derivados vino mosto etc El proceso de infeccioacuten del oiacutedio

tiene lugar siguiendo un ciclo de reproduccioacuten en las distintas estaciones del antildeo El riesgo de infeccioacuten viene

dado en funcioacuten de la temperatura oacuteptima entre 25-30ordmC humedad del ambiente en el que se encuentre y

tambieacuten en funcioacuten de la temporada siendo maacutes resistentes los racimos de uvas a medida que van madurando El

hongo afecta a todas las parte de la vid hojas tallo y racimos las cuales presentan siacutentomas distintos Las hojas se

vuelven de un color amarillento y se cubren de un polvo fino blanco grisaacuteceo En el tallo el oiacutedio se manifiesta a

traveacutes de manchas difuminadas con coloracioacuten inicial verde oscuro volvieacutendose cada vez maacutes oscuras al final y si

ocurre un ataque fuerte puede desembocar en que el tallo se acabe secando y por consiguiente disminuye la

produccioacuten Pero el ataque maacutes fuerte se produce en los racimos empezando por cubrirse del polvillo blanco

grisaacuteceo y continuando con que el oiacutedio detiene el crecimiento de la piel de la uva con la consecuencia que la uva

se agrieta Esta enfermedad produce unos dantildeos directos en la cantidad y calidad de la cosecha y si no se toman

medidas de prevencioacuten las peacuterdidas pueden llegar a ser totales [12] [13]

Figura I1Enfermedad de botritis en un racimo de uvas [11]

Figura I2 Enfermedad del oiacutedio en hoja tallo y racimo de izquierda a derecha [14] 5

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo el mildium o mildiu es una enfermedad producida por el hongo Plasmopara vitiacutecola considerada como

una de las peores enfermedades del cultivo siempre y cuando esteacuten en las condiciones ambientales favorables para

su desarrollo Dichas condiciones oacuteptimas para la propagacioacuten de la enfermedad son las lluvias al amanecer o al

anochecer con una temperatura en un rango de 20-25 ordmC El periacuteodo sensible de la vegetacioacuten de la vintildea es a

partir de una longitud de 10 cm en adelante siendo maacutexima en el periacuteodo de mayor crecimiento de la planta Por

otro lado la sensibilidad del racimo empieza desde su formacioacuten hasta que las uvas al florecer alcanzan el tamantildeo

similar al de un guisante pero de ahiacute en adelante la sensibilidad se ve disminuida Dicho hongo cuenta con un

ciclo reproductivo abarcando varias fases desde la fase de contaminacioacuten siendo el principio hasta la fase de pro-

pagacioacuten Afecta a todos los oacuterganos verdes de la vid y sus siacutentomas son variados en las distintas zonas de eacutesta

En las caras de las hojas aparecen unas manchas amarillentas en los racimos cuando se aproxima la floracioacuten los

que se encuentran infectados se curvan secaacutendose y cubrieacutendose de una pelusa blanquecina y cuando alcanzan el

tamantildeo de un guisante en adelante las uvas de los racimos afectados se van oscureciendo y secando sin que apa-

rezca la fructificacioacuten del hongo ademaacutes de oscurecerse el tallo [15]

12 Estructura propiedades fiacutesico-quiacutemicas y clasificacioacuten

En este trabajo nos centramos en estudiar los residuos de veintitreacutes fitosanitarios tipo fungicida principalmente

aunque tambieacuten alguacuten residuo tipo insecticida Las caracteriacutesticas maacutes importantes de dichos compuestos seraacuten

recogidas en la Tabla I1 que incluye estructuras clasificacioacuten (se ha usado el acroacutenimo ldquoFrdquo en caso de ser

fungicidas e ldquoIrdquo en caso de ser insecticidas) y propiedades fiacutesico-quiacutemicas Las propiedades fiacutesico-quiacutemicas que

pueden resultar maacutes relevantes para este estudio son el pKa ya que la mayoriacutea se trata de compuestos baacutesicos

aunque se encuentre alguacuten aacutecido deacutebil como es por ejemplo el Fenhexamid y Kow describiendo el coeficiente de

reparto entre octanolagua empleado para medir el grado de hidrofobidad que proporciona una estimacioacuten de

la posible distribucioacuten del analito entre materia orgaacutenica y agua

Figura I3 Enfermedad del mildium en la imagen de la izquierda coacutemo afecta a las hojas imagen central coacutemo

afecta a los racimos cuaacutendo estaacuten infectados al comenzar la floracioacuten y en la imagen de la derecha coacutemo afecta a

los racimos en doacutende las uvas tienen tamantildeo mayor al de un guisante [16]

6

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Ametoctradin

(AME)

5-ethyl-6-

octyl[124]triazolo[15-

a]pyrimidin-7-amine

C15H25N5 865318-97-4 F 440 278

Benalaxyl

(BEN)

Methyl-N-(phenylacetyl)-N-

(26-xylyl)-D-alaninate C20H23NO3 98243-83-5 F 368 -

Boscalid

(BOS)

2-Chloro-N-(4rsquo-

chlorobiphenyl-2-yl)-

nicotinamide

C18H12Cl2N2O 188425-85-6 F 296 -

Carbendazim

(CAR)

Methyl 2-benzimidazole

carbamate C9H9N3O2 10605-21-7 F 148 420

Cyprodinil

(CYP)

4-Cyclopropyl-6-methyl-N-

phenilpyrimidin-2-amine C14H15N3 121552-61-2 F 400 309

Dimethomorph

(DIM)

(2E)-3-(4-chlorophenyl)-3-(34-

dimethoxyphenyl)-1-

(morpholin-4-yl)prop-2-en-1-

one

C21H22ClNO4 110488-70-5 F 268 -13

Fenhexamid

(FEH)

N-(23-dichloro-4-

hydroxyphenyl)-1-methyl-

cyclohexanecarboxamide

C14H17Cl2NO2 126833-17-8 F 351 73

Fenpropidin

(FEP)

1-[(RS)-3-(4-tert-butylphenyl)-

2-methylpropyl]piperidine C19H31N 67306-00-7 F 26 1013

Fluopicolid

(FLU)

26-dichloro-N-[3-chloro-5-

(trifluoromethyl)-2-

pyridylmethyl]benzamide

C14H8Cl3F3N2O 239110-15-7 F 29 -

Imidacloprid

(IMI)

(E)-1-(6-chloro-3-

pyridylmethyl)-N-

nitroimidazolidin-2-

ylideneamine

C9H10ClN5O2 138261-41-3 I 057 -

Iprovalicarb

(IPR)

Isopropyl (S)-2-methyl-1-[1-(p-

tolyl)ethylcarbamoyl]propyl-

carbamate

C18H28N2O3 140923-17-7 F 32 -

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I1 Estructura clasificacioacuten y propiedades fiacutesico-quiacutemicas de intereacutes para los analitos de estudio

7

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Mandipropamid

(MAN)

2-(4-chlorophenyl)-N-[3-

methoxy-4-(2-

propynyloxy)phenethyl]-2-(2-

propynyloxy)acetamide

C23H22ClNO4 374726-62-2 F 32 -

Metalaxyl

(MET)

N-(26-dimethylphenyl)-N-

(methoxyacetyl)-DL-alanine

methyl ester

C15H21NO4 57837-19-1 F 175 000

Myclobutanil

(MYC)

2-(4-chlorophenyl)-2-(1H-

124-triazol-1-

ylmethyl)hexanentrile

C15H17ClN4 88671-89-0 F 289 230

Penconazol

(PEN)

1-[2-(24-

dichlorophenyl)pentyl]-1H-

124-triazole

C13H15Cl2N3 66246-88-6 F 372 151

Pyraclostrobin

(PYC)

Methyl2-[1-(4-chlorophenyl)-

1H-pyrazol-3-

yloxymethyl]phenylmetoxy-

carbamate

C19H18ClN3O4 175013-18-0 F 399 -

Pyrimethanil

(PYM)

4-6-dimethyl-N-phenyl-2-

pyrimidinamine C12H13N3 53112-28-0 F 284 352

Tebuconazol

(TEC)

1-(4-chlorophenyl)-44-

dimethyl-3-(1H-124-triazol-1-

ylmethyl)-3-pentanol

C16H22ClN3O 107534-96-3 F 370 500

Tebufenozid

(TEF)

35-dimethylbenzoic acid 1-

(11-dimethylethyl)-2-(4-

ethylbenzoyl)hidrazide

C22H28N2O2 112410-23-8 I 425 -

Thiabendazol

(TBZ)

2-(13-thiazol-4-yl)-1H-

benzimidazole C10H7N3S 148-79-8 F 239 473

Thiamethoxam

(TME)

3-[(2-chloro-5-

thiazolyl)methyl]tetrahydro-5-

methyl-N-nitro-4H-135-

oxadiazin-4-imine

C8H10ClN5O3S 153719-23-4 I -013 -

Thiophanate-

methyl

(THI-M)

DimethylNNrsquo-[12-

phenylenebis(azanediylcarbono

thioyl)] dicarbamate

C12H14N4O4S2 23564-05-8 F 145 728

Triadimenol

(TRI)

1-(4-chlorophenoxy)-33-

dimethyl-1-(1H-124-triazol-1-

yl)-2-butanol

C14H18ClN3O2 55219-65-3 F 318

-

ordf Valores para la forma neutra 8

Capiacutetulo I Introduccioacuten

13 Toxicidad de los pesticidas

En los uacuteltimos antildeos el uso indiscriminado de pesticidas de siacutentesis en agricultura ha creado graves problemas de

salud y medioambientales ya que su uso debido al aumento de la poblacioacuten y por consiguiente de la actividad

agraria se ha incrementado considerablemente Durante las tres uacuteltimas deacutecadas una estimacioacuten dada por la

Organizacioacuten Mundial de la Salud y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente revela que

aproximadamente cerca de 20000 personas al antildeo mueren generalmente agricultores por exposicioacuten continuada

a alguno de estos toacutexicos En la mayoriacutea de los casos los agricultores utilizan los pesticidas de forma que las

cantidades se desviacutean significativamente de las recomendadas ya que asocian cantidades maacutes altas con mayor

efectividad y velocidad de accioacuten El mal uso de dichos toacutexicos se ve en los signos presentes en los ecosistemas

afectados pudiendo llegar a ser perjudiciales para la salud humana Estos riesgos que causan tanto en la salud

como en el medioambiente pueden ser reducidos o en su defecto evitados mediante la educacioacuten sobre este tipo

de toacutexicos con el fin de frenar su uso excesivo y descontrolado [17]

Desde el punto de vista medioambiental los fitosanitarios empleados en un cultivo pueden persistir en los

distintos medios tierra aire o agua y afectar tanto a ecosistemas terrestres como acuaacuteticos En los sistemas

terrestres los suelos son contaminados mediante la aplicacioacuten del toacutexico de forma directa o como deposicioacuten del

resultado de una suspensioacuten aeacuterea Eacutestos pueden persistir desde varios diacuteas hasta varios antildeos ya que el suelo

retiene y moviliza el toacutexico despueacutes de su emisioacuten Los que persisten maacutes tiempo en el medioambiente tienen una

mayor probabilidad de interaccionar con otros elementos del sistema y si su vida media es mayor a la frecuencia

con la que se aplica el pesticida tienden a acumularse tanto en el suelo como en las especies que habitan en eacutel Por

otro lado el agua es contaminada por pesticidas bien por aplicacioacuten directa por estar presentes en las

precipitaciones de la atmoacutesfera o bien por la movilidad que tienen desde el suelo Tanto los pesticidas solubles

como los insolubles interaccionan con los ecosistemas acuaacuteticos los hidrosolubles persisten maacutes tiempo

solubilizados en agua mientras que los otros se asocian a los sedimentos y se concentran en las especies que

habitan el medio acuaacutetico [18]

Como consecuencia de la amplia distribucioacuten de los toacutexicos en aire suelo y agua se produce una acumulacioacuten de

ellos en los elementos que contribuyen a la alimentacioacuten humana ya que su amplio uso hace que el contacto con

los plaguicidas por parte de personas y animales sea inevitable La contaminacioacuten de los alimentos se puede

presentar por aplicacioacuten directa de los pesticidas el uso de eacutestos durante el manejo transporte y almacenamiento

de los productos comestibles o por su acumulacioacuten en la cadena troacutefica Son bioacumulables en el organismo

debido a su caraacutecter lipofiacutelico lo que les confiere una vida media en los tejidos larga La exposicioacuten a pesticidas

persistentes no tiene la misma repercusioacuten en cada uno de los individuos expuestos sino que se considera criacutetica la

exposicioacuten durante la etapas embrionaria fetal y primeros antildeos de vida en doacutende se transmite de madres a hijos

mediante la gestacioacuten y la lactancia como resultado de la acumulacioacuten en el tejido graso de la madre [19]

9

Capiacutetulo I Introduccioacuten

14 Legislacioacuten

El aumento del uso de fitosanitarios en actividades relacionadas con la produccioacuten de alimentos para consumo

humano o animal tambieacuten desembocoacute en una preocupacioacuten social debido a su toxicidad y bioacumulacioacuten En

respuesta la Organizacioacuten de las Naciones Unidas para la Alimentacioacuten y la Agricultura (FAO) en colaboracioacuten

con la Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS) pusieron en marcha un programa Codex Alimentarius cuyo

objetivo a traveacutes de sus normas y coacutedigos de praacutecticas alimentarias internacionales es garantizar la calidad e

inocuidad de los alimentos que estaacuten al alcance de cualquier persona Con estas normas internacionales los

consumidores pueden confiar en la calidad de los alimentos independientemente de su origen geograacutefico [20]

Todos los alimentos destinados al consumo humano o animal en la Unioacuten Europea estaacuten sujetos a un liacutemite

maacuteximo de residuos de plaguicidas para la proteccioacuten de la salud humana y animal Actualmente en lo referente a

legislacioacuten para el control de la cantidad del toacutexico en la uva estaacute vigente el Reglamento 3962005 del Parlamento

Europeo y del Consejo de 23 de febrero de 2005 referido a la regulacioacuten de los liacutemites maacuteximos de residuos de

plaguicidas en alimentos y piensos de origen vegetal y animal El liacutemite maacuteximo de residuos (LMR) se define co-

mo el nivel maacutes alto de un residuo de un pesticida que se tolera de manera legal sobre los alimentos o piensos

cuando se aplican correctamente Las cantidades de residuos que se encuentren deben ser lo maacutes bajas posible

para garantizar la seguridad en la alimentacioacuten de los consumidores Dichos liacutemites maacuteximos de residuos estaacuten

fijados por la Comisioacuten Europea pudieacutendose encontrar en su base de datos LMR [21]

A continuacioacuten en la Tabla I2 se resumen los LMRs de los compuestos de este estudio en uvas de vinificacioacuten

en unidades de mgkg de uva En el caso del vino no hay legislacioacuten en lo referente a estos pesticidas solamente

la recomendacioacuten de no superar el 10 del valor del LMR en uva

Compuesto LMRs (mgkg uva) Compuesto LMRs (mgkg uva)

AME 6 MET 1

BEN 03 MYC 1

BOS 5 PEN 02

CAR 05 PYC 2

CYP 3 PYM 5

DIM 3 TEC 1

FEH 15 TEF 3

FEP 001 TBZ 005

FLU 2 TME 04

IMI 1 THI-M 3

IPR 2 TRI 2

MAN 2

Tabla I2 Liacutemites maacuteximos de residuos permitidos para los compuestos estudiados en uvas

10

Capiacutetulo I Introduccioacuten

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS A MUESTRAS DE VINO

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)

Se entiende por extraccioacuten liacutequido-liacutequido al meacutetodo mediante el cual un analito de intereacutes se separa por el

contacto con otra fase en la cual tiene mayor afinidad de la matriz en la que se halle Los procesos de extraccioacuten

implican dos fases y requieren tres pasos sucesivos mezcla de materia prima y disolvente separacioacuten de las dos

fases despueacutes del contacto y eliminacioacuten del disolvente que contiene el analito [22]

La extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE) se basa en la distribucioacuten

de un analito entre dos fases liacutequidas inmiscibles en las

cuales analito y matriz tienen solubilidades diferentes

Principalmente una de las fases es un medio acuoso en

general se trata de la muestra y la otra un disolvente

orgaacutenico La selectividad y eficacia de este meacutetodo vienen

determinadas por la eleccioacuten del disolvente y por los factores

que pueden afectar al proceso de equilibrio (pH adiccioacuten de

sales neutras en la fase acuosa para reducir la solubilidad del

analito etc) [23] Esta teacutecnica permite llevar a cabo extracciones para un rango muy amplio de analitos siendo

una de las maacutes antiguas para la preparacioacuten de muestras en el anaacutelisis cualitativo y cuantitativo Ofrece grandes

capacidades de muestreo lineal y cuenta con la ventaja de la cantidad de informacioacuten existente sobre este meacutetodo

[24]

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

En 1978 aparecieron los primeros cartuchos desechables para la extraccioacuten en fase soacutelida y actualmente casi 40

antildeos despueacutes la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) es la teacutecnica de preparacioacuten de muestras maacutes empleada en los

laboratorios Es una teacutecnica de preparacioacuten y tratamiento de muestras que se basa en la retencioacuten en una fase

adsorbente del analito de intereacutes presente en una muestra liacutequida que pasa a traveacutes de ella Debido a la variedad de

formatos (discos cartuchos y jeringas) y tipos de adsorbentes (los maacutes comunes carboacuten activo aluacutemina siacutelica gel

silicato de magnesio siacutelices enlazadas y poliacutemeros como por ejemplo estinero-divinilbenceno) o la facilidad de

automatizacioacuten y acoplamiento con otras teacutecnicas como por ejemplo una conexioacuten directa con un sistema de

Figura I4 Fundamentos teoacutericos de la LLE [25]

11

Capiacutetulo I Introduccioacuten

cromatografiacutea este meacutetodo le fue ganando terreno a la LLE Otra ventaja muy importante de la SPE frente a la

LLE es la disminucioacuten en la cantidad de disolvente orgaacutenico empleada Cada vez se va innovando maacutes sobre esta

teacutecnica llegando a encontrarse fases adsorbentes formadas por poliacutemeros capaces de retener en un uacutenico

cartucho un amplio abanico de analitos lipofiacutelicos o hidrofoacutebicos aacutecidos baacutesicos o neutros [26]

El fundamento de esta extraccioacuten como se puede en la Figura I6

consiste en cuatro etapas acondicionamiento adiccioacuten de muestra

retencioacuten y elucioacuten de los analitos de intereacutes En primer lugar antes

de empezar la extraccioacuten se requiere una etapa de acondicionamiento

para preparar el adsorbente haciendo pasar un poco de disolvente

para asiacute interaccionar mejor con la muestra Luego se hace pasar la

muestra liacutequida por la fase soacutelida Idealmente el adsorbente retiene

los analitos selectivamente a medida que va pasando la muestra y la

matriz pasa sin ser retenida Por uacuteltimo los analitos se eluyen del

adsorbente con un disolvente con el que tenga mayor afinidad [27]

23 Teacutecnicas de microextraccioacuten

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)

En la microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME) se utilizan fibras de siacutelice fundida revestidas con un poliacutemero en un

disentildeo en forma de jeringa para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes El principio por el que se rige esta

extraccioacuten es el reparto del analito entre la matriz de la muestra y el revestimiento de la fibra mediante un proceso

no competitivo Se trata de un meacutetodo que cuenta con muchas ventajas ya que se elimina completamente el uso de

disolventes y aparte no son necesarios voluacutemenes de muestra grandes pero tambieacuten cuenta con algunas

desventajas ya que tanto la capacidad como la sensibilidad se ven limitadas [29]

En la figura I7 podemos ver las etapas de la extraccioacuten En un

vial cerrado con una caacutepsula y un seacuteptum tenemos la muestra

liacutequida o bien soacutelida que contenga los analitos de intereacutes

volaacutetiles Con la jeringa se perfora el seacuteptum y una vez dentro

se acciona el eacutembolo para la exposicioacuten de la fibra con los

analitos introducieacutendola en la muestra liacutequida o en su defecto

en el espacio de cabeza para la extraccioacuten de analitos volaacutetiles

de una muestra soacutelida Despueacutes de la extraccioacuten dentro del vial

Figura I6 Etapas de una SPE [28]

Figura I7 Etapas de una SPME [30]

12

Capiacutetulo I Introduccioacuten

la fibra se introduce de nuevo en la jeringa y se retira del vial [27]

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)

La microextraccioacuten en fase liacutequida se desarrolloacute como una alternativa a la LLE para la reduccioacuten en la cantidad de

disolventes orgaacutenicos siendo rentable tanto para el medioambiente como econoacutemicamente Entre las modalidades

maacutes populares de esta teacutecnica se encuentran microextraccioacuten con gota suspendida (SDME) y microextraccioacuten

liacutequido-liacutequido dispersiva (DLLME) En la SDME una gota de disolvente orgaacutenico es expuesta al espacio de

cabeza situado sobre una muestra en un vial dicha gota es suspendida del extremo de una microjeringa Por otro

lado la DLLME sobre una muestra acuosa se inyecta un pequentildeo volumen de una mezcla de disolventes en la

cual es dispersada formando una solucioacuten en la que se establece el equilibrio El disolvente de extraccioacuten debe

presentar una densidad inferior a la de la muestra para facilitar su recuperacioacuten normalmente despueacutes de

centrifugar el vial doacutende se realiza la extraccioacuten [31]

24 QuEChERS

La extraccioacuten QuEChERS de las palabras en ingleacutes Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe es un meacutetodo

de extraccioacuten que se desarrolloacute entre 2000 y 2002 para el anaacutelisis de pesticidas Como su nombre indica raacutepido

faacutecil barato eficaz robusto y seguro son las principales

caracteriacutesticas de esta preparacioacuten de muestra Se realiza en dos

etapas en primer lugar una extraccioacuten simple y una segunda fase

de purificacioacuten En la primera etapa tenemos el vial con la

muestra en el cual se antildeade un disolvente generalmente

acetonitrilo para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes en

presencia de diferentes sales (en el meacutetodo original se utiliza

sulfato de magnesio y cloruro de sodio) para facilitar la separacioacuten

de las fases En la segunda parte se realiza la purificacioacuten de la

fraccioacuten del extracto orgaacutenico Para eso se lleva a cabo una

limpieza de los analitos eliminando el agua y los compuestos

presentes en la matriz de la muestra empleando un adsorbente PSA (amina primaria y secundaria) C18 carboacuten

negro grafitizado (GCB) o una combinacioacuten de eacutestas [32]

Figura I8 Etapas de QuEChERS [33]

13

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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52

IV Bibliografiacutea [37] Quintela O Cruz A Concheiro M De Castro A amp Loacutepez-Rivadulla M (2005) Metodologiacutea LC-MS Aspectos generales de la teacutecnica y sus aplicaciones en el campo de la toxicologiacutea Rev Toxicol 22 paacutegs7-14 [38] Imagen LC-MS httpsuploadwikimediaorgwikipediaenff9Liquid_chromatography_tandem_Mass_spectrometry_diagrampng (visto 18052017) [39] Vargas de la Cruz Celia Bertha Adaptacioacuten de la Metodologiacutea Analiacutetica para la determinacioacuten de residuos de plaguicidas en frutas nativas de exportacioacuten mediante Uplc-MsMs (2012) Tesis obtenida en http20062146130handlecybertesis2331 (Acceso el diacutea 772017) [40] ROMERO GONZAacuteLEZ Roberto Fernaacutendez Moreno Joseacute Luis Plaza Bolantildeos Patricia Garrido Frenich Antonia Martiacutenez Vidal Joseacute Luis Empleo de la espectrometriacutea de masas como herramienta para la determinacioacuten de toacutexicos en alimentos hacia la seguridad alimentaria Revista Espantildeola de salud puacuteblica 2007 vol 81 no 5 p 461-474 [41] PAYAacute Andrus Fundamento y Funciones de la Espectrometriacutea de Masas Universidad de Valencia Espantildea 2006 httpmuraluvescaloan (Acceso el diacutea 19052017) [42] Imagen MS sacada de httpsesslidesharenetMaYaTorrezespectrometria-demasas (Acceso el diacutea 21052017) [43] ECONOMOU Anastasios Botitsi Helen Antoniou Spyros Tsipi Despina Determination of multi-class pesticides in wines by solid-phase extraction and liquid chromatography-tandem mass spectrometry Journal of Chromatography A 2009 vol 1216 no 31 p 5856-5867 [44] FONTANA A R Rodriacuteguez I Ramil M Altamirano JC Cela R Liquid chromatography time-of-flight mass spectrometry following sorptive microextraction for the determination of fungicide residues in wine Analytical and bioanalytical chemistry 2011 vol 401 no 2 p 767-775 [45] PELAJIĆ Maja G Peček DM Pavlović DV Čepo Novel multiresidue method for determination of pesticides in red wine using gas chromatographyndashmass spectrometry and solid phase extraction Food chemistry 2016 vol 200 p 98-106 [46] Ignaz J Buerge Juumlrgen Krauss Rociacuteo Loacutepez-Cabeza Werner Siegfried Michael Stuumlssi Felix E Wettstein Thomas Poiger Stereoselective Metabolism of the Sterol Biosynthesis Inhibitor Fungicides Fenpropidin Fenpropimorph and Spiroxamine in Grapes Sugar Beets and Wheat Journal of Agricultural and Food Chemistry 2016 vol 64 no 26 p 5301-5309 [47] M Hu X Liu F Dong J Xu S Li H Xu Y Zheng Determination of ametoctradin residue in fruits and vegetables by modified quick easy cheap effective rugged and safe method using ultra-performance liquid chromatographytandem mass spectrometry Food chemistry 2015 vol 175 p 395-400 [48] WALORCZYK Stanisław DROŻDŻYŃSKI Dariusz GNUSOWSKI Bogusław Multiresidue determination of 160 pesticides in wines employing mixed-mode dispersive-solid phase extraction and gas chromatographyndashtandem mass spectrometry Talanta 2011 vol 85 no 4 p 1856-1870 [49] Tianyang Guo Pingping Fang Juanjuan Jiang Feng Zhan Wei Yong Jiahui Liu YiYang Dong Rapid screening and quantification of residual pesticides and illegal adulterants in red wine by direct analysis in real time mass spectrometry Journal of Chromatography A 2016 vol 1471 p 27-3 [50] GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ R M CANCHO-GRANDE B SIMAL-GAacuteNDARA J Decay of fungicide residues during vinification of white grapes harvested after the application of some new active substances against downy mildew Food chemistry 2011 vol 125 no 2 p 549-560 [51] CARPINTEIRO I Ramil M Rodriacuteguez I Cela R Determination of fungicides in wine by mixed-mode solid phase extraction and liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry Journal of Chromatography A 2010 vol 1217 no 48 p 7484-7492

53

Page 5: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

ResumenResumoAbstract

bull RESUMEN

Los pesticidas son compuestos que se emplean en vintildeedos de todo el mundo para garantizar una proteccioacuten en la

cosecha con escasas peacuterdidas producidas por diferentes organismos en uvas empleadas para la elaboracioacuten del

vino El modo de accioacuten de estos compuestos se basa en la interferencia sobre el metabolismo de diferentes

organismos sin afectar a la vid Un incremento en el empleo de estos compuestos puede determinar la existencia

de residuos en las uvas en el momento de la cosecha desde donde pueden alcanzar el vino que se elabora con las

mismas Por ese motivo se ha establecido una legislacioacuten que regule la cantidad maacutexima de residuos de pesticidas

en uvas y aunque a diacutea de hoy no hay valores regulados en el vino se recomienda que no excedan al 10 de los

liacutemites en uvas En este estudio se ha trabajado con distintos tipos de fitosanitarios fungicidas principalmente

aunque tambieacuten alguacuten insecticida con el objetivo de poder detectar la mayor cantidad de estas sustancias en vinos

comerciales optimizando la extraccioacuten mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (LC-ESI-MSMS) Se presenta una

metodologiacutea analiacutetica sencilla raacutepida y robusta que puede ser implementada en laboratorios de control de

alimentos

bull RESUMO

Os pesticidas son compostos empregados en vintildeas arredor do mundo para garantir unha proteccioacuten na colleita

con poucas perdas producidas por distintos organismos en uvas utilizadas para a fabricacioacuten do vintildeo O modo de

accioacuten destes compostos baseacutease na intromisioacuten sobre o metabolismo de diferentes organismos sen afectar aacute vide

Un acrecentamento no uso destos compostos pode fixar a existencia de residuos nas uvas no momento da colleita

onde poden chegar ao vintildeo que se produce coas mesmas Por ese motivo estipulouse unha lexislacioacuten que regula a

cantidade maacutexima de residuos de pesticidas en uvas e aiacutenda que a diacutea de hoxe non hay valores regulamentados no

vintildeo recomeacutendase que non superen ao 10 dos liacutemites en uvas Neste estudo traballouse con diferentes tipos de

pesticidas funxicidas principalmente aiacutenda que tameacuten alguacuten insecticida co obxecto de poder detectar a maior

cantidade destas sustancias en vintildeos comerciais optimizando a extraccioacuten por medio da extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) e deteccioacuten por medio de cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (LC-

MSMS) Preseacutentase unha metodoloxiacutea analiacutetica simple raacutepida e robusta que pode ser aplicada en laboratorios de

control de alimentos

1

ResumenResumoAbstract

bull ABSTRACT

Pesticides are compounds that are used in vineyards around the world to ensure protection at harvest with a few

loss produced by different organisms in grapes used to make wine The mode of action of these compounds is

based on the interference on the metabolism of different organisms without affecting the vine An increase in the

use of these compounds can determine the existence of residues in grapes at the time of harvest from where

they can reach the wine that is elaborated with the same ones For this reason legislation has been established to

regulate the maximum amount of pesticide residues in grapes and although there are currently no regulated

values in wine it is recommended that they do not exceed 10 of the limits on grapes In this study we have

worked with different types of pesticides mainly fungicides but also some insecticide with the purpose of being

able to detect the greatest amount of these substances in commercial wines extraction has been optimized by

solid phase extraction (SPE) and detection has been optimized by liquid chromatography coupled to tandem mass

spectrometry (LC-ESI-MSMS) It is presented a simple fast and robust analytical methodology that can be

implemented in food control laboratories

2

Capitulo I Introduccioacuten

CAPIacuteTULO I INTRODUCCIOacuteN

1 FITOSANITARIOS

11 Tipos de fitosanitarios empleados en viticultura

De acuerdo con el Ministerio de Agricultura y Pesca Alimentacioacuten y Medio Ambiente los fitosanitarios se definen

como una o varias sustancias activas u otros ingredientes conformando una mezcla con el fin de proteger los

productos de origen vegetal de organismos nocivos tanto de tipo vegetal como animal que conforman plagas

Dentro de estos fitosanitarios tambieacuten se encuentran las sustancias que destruyen regulan o inhiben la

germinacioacuten de las plantas pero no se contemplan dentro de este grupo vacunas medicamentos y antibioacuteticos

para uso humano o veterinario o agentes utilizados en el control bioloacutegico Los productos fitosanitarios ayudan a

asegurar una buena calidad en los alimentos asiacute como contribuyen al aumento de los rendimientos en la

agricultura [1]

Seguacuten la OMS (Organizacioacuten Mundial de la Salud) los fitosanitarios se pueden clasificar atendiendo a los

organismos a los que esteacuten destinados siendo estos insectos (insecticidas) aacutecaros (acaricidas) moluscos

(molusquicidas) roedores (rodenticidas o raticidas) hongos (fungicidas) gusanos y larvas (nematicidas) malas

hierbas (herbicidas) bacterias (antibioacuteticos pero sin comprender los de uso humano y bactericidas) y otras formas

de vida perjudiciales para la salud puacuteblica y tambieacuten para la agricultura consideradas como plagas animales o

vegetales que puedan ser generadas durante la produccioacuten almacenamiento transporte distribucioacuten y elaboracioacuten

de productos agriacutecolas y sus derivados Actualmente no se puede pensar en un cultivo racional sin el uso de alguacuten

tipo de pesticida ya que la peacuterdida de cosechas en todo el mundo debido a causa de insectos enfermedades de las

plantas y malas hierbas es equivalente a un tercio de la produccioacuten total [2] [3]

Para el estudio de los productos de fitosanitarios en vino nos centraremos solamente en los tres tipos maacutes

importantes en eacuteste aacuterea herbicidas insecticidas y sobre todo fungicidas

Los herbicidas son sustancias destinadas a destruir las malas hierbas cuyo meacutetodo de accioacuten es la interferencia

en los procesos bioquiacutemicos como la fotosiacutentesis que tienen lugar en el sistema vivo de eacutestas Generalmente se

aplican en solucioacuten o suspensioacuten acuosa en forma de nube de pequentildeas gotas dirigidas hacia el objetivo de la

aplicacioacuten Los herbicidas ofrecen los medios maacutes efectivos para el control de las plagas siendo en los paiacuteses

industrializados aplicados sobre el 85-100 de todos los cultivos principales Este tipo de sustancias son

propensas a la descomposicioacuten por microbios plantas y animales y no son comunes los problemas de residuos de

herbicidas si se utilizan de acuerdo a las instrucciones de las etiquetas [4] A pesar de todos los beneficios que nos

aportan un mal uso de estos puede convertirse en un serio problema ya que toda sustancia quiacutemica usada en

3

Capiacutetulo I Introduccioacuten

agricultura puede provocar un efecto negativo en el ambiente si es utilizada en altas dosis El uso prolongado de

un mismo herbicida puede causar problemas de resistencia de malezas fenoacutemeno que consiste en la aparicioacuten de

biotipos tolerantes de una especie la cual anteriormente era controlada por el herbicida [5]

Por otro lado los insecticidas son fitosanitarios destinados a controlar el ataque de insectos y para eso existen

distintos caminos a traveacutes de los que pueden actuar siendo envenenamiento por contacto en doacutende el insecticida

penetra a traveacutes de la cutiacutecula del insecto hasta alcanzar el sitio activo envenenamiento oral en doacutende el

insecticida es ingerido y absorbido a traveacutes del intestino o tambieacuten por fumigaciones en doacutende el insecticida

penetra en el cuerpo del insecto a traveacutes de los espiraacuteculos del sistema respiratorio Pero al igual que pasa con los

herbicidas los insectos tambieacuten desarrollan resistencia a los insecticidas debido al contacto continuo con estos

Esta resistencia puede ser expresada por varios caminos que el insecto no entre en contacto con la deposicioacuten del

insecticida que se modifique la composicioacuten del exoesqueleto inhibiendo asiacute la penetracioacuten del insecticida la

modificacioacuten del sitio activo para el fitosanitario reduciendo la sensibilidad a la forma activa del insecticida o que

la viacutea metaboacutelica del insecto se modifique negando el metabolismo del compuesto aplicado en su forma toacutexica

[6] Aunque por lo general otros aspectos de la agricultura moderna tienen un mayor impacto en el medio

ambiente los insecticidas se encuentran entre las herramientas agriacutecolas que estaacuten maacutes asociadas con el dantildeo

ambiental Su objetivo especiacutefico es matar a plagas de insectos por lo que puede que tenga un impacto letal en

organismos que no son su objetivo [7]

Por uacuteltimo los fungicidas estaacuten destinados tanto a combatir las plagas de hongos como a combatir las

enfermedades fungosas de las plantas ya sea matando retrasando el desarrollo o inhibiendo la reproduccioacuten de

los hongos Los fungicidas en general se dividen atendiendo al modo de accioacuten de eacutestos en fungicidas de

contacto fungicidas penetrantes o fungicidas sistemaacuteticos

Los fungicidas de contacto protegen uacutenicamente el sitio de aplicacioacuten contra las plagas quedando en el exterior de

la planta de eacutesta manera sin penetrar en el tejido vegetal forman una peliacutecula protectora Cuando alguna espora

de un hongo llega a su superficie se encuentra con esa peliacutecula que le impide penetrar o en su defecto germinar

En el caso de que atraviesen el tejido vegetal bien sea por una alta dosis o por una rotura en las paredes de la

planta se convierten en un producto toacutexico para ella llegando a quemarla

Otro tipo de fungicidas los fungicidas penetrantes como su nombre indica se introducen en el tejido vegetal y

una vez dentro cuentan con muy poca movilidad es decir no circulan por los vasos conductores Al tener la

capacidad de entrar en la planta pueden combatir a los hongos que ya se encuentren dentro de eacutesta pero no

pueden ser toacutexicos para ella porque de lo contrario la dantildeariacutean

Por uacuteltimo nos encontramos con los fungicidas sistemaacuteticos Este tipo de fungicidas actuacutean protegiendo a la

planta contra las plagas en distintas zonas por transfusioacuten del fitosanitario dentro de la misma Esto sucede porque

penetran en el tejido vegetal y circulan por ella a traveacutes de la corriente de los vasos conductores

El meacutetodo de accioacuten de los fungicidas se basa en interferir en el metabolismo de los hongos ya sea por un

4

Capiacutetulo I Introduccioacuten

ataque en la produccioacuten de energiacutea la inhibicioacuten de la mitosis o inhibiendo la formacioacuten de quitina que se trata

del compuesto principal de la pared celular de los hongos y que por ende influye en la permeabilidad de la

membrana [8] [9]

Las enfermedades fuacutengicas fundamentales que nos podemos encontrar en las uvas de la vid son la botritis el oiacutedio

y el mildium las cuales pueden llegar a causar peacuterdidas importantes en viticultura

La enfermedad de la botritis tambieacuten llamada moho gris estaacute causada

por el hongo Botrytis cineacuterea y se puede encontrar en todo el mundo

infectando a un amplio nuacutemero de plantas Se trata de uno de los

patoacutegenos fuacutengicos maacutes interesantes debido a que puede vivir tanto

de forma patoloacutegica produciendo la enfermedad como

alimentaacutendose de materia orgaacutenica en descomposicioacuten La accioacuten

fuacutengica del hongo se lleva a cabo cuando las uvas empiezan a

acumular azuacutecar pudiendo ser muy devastador en algunas

condiciones sobre todo en cultivos empapados por la lluvia o

localizados en un ambiente huacutemedo y con viento produciendo la peacuterdida de los racimos de uvas que son

infectados O por el contrario en otro tipo de condiciones ambientales de sequedad despueacutes de unas

condiciones de humedad dicho hongo le confiere beneficios a ciertos tipos de vino blanco [10]

El oiacutedio es una enfermedad causada por la especie Uncinula necator la cual afecta tanto al rendimiento como a la

calidad de las uvas y altera las cualidades de sus derivados vino mosto etc El proceso de infeccioacuten del oiacutedio

tiene lugar siguiendo un ciclo de reproduccioacuten en las distintas estaciones del antildeo El riesgo de infeccioacuten viene

dado en funcioacuten de la temperatura oacuteptima entre 25-30ordmC humedad del ambiente en el que se encuentre y

tambieacuten en funcioacuten de la temporada siendo maacutes resistentes los racimos de uvas a medida que van madurando El

hongo afecta a todas las parte de la vid hojas tallo y racimos las cuales presentan siacutentomas distintos Las hojas se

vuelven de un color amarillento y se cubren de un polvo fino blanco grisaacuteceo En el tallo el oiacutedio se manifiesta a

traveacutes de manchas difuminadas con coloracioacuten inicial verde oscuro volvieacutendose cada vez maacutes oscuras al final y si

ocurre un ataque fuerte puede desembocar en que el tallo se acabe secando y por consiguiente disminuye la

produccioacuten Pero el ataque maacutes fuerte se produce en los racimos empezando por cubrirse del polvillo blanco

grisaacuteceo y continuando con que el oiacutedio detiene el crecimiento de la piel de la uva con la consecuencia que la uva

se agrieta Esta enfermedad produce unos dantildeos directos en la cantidad y calidad de la cosecha y si no se toman

medidas de prevencioacuten las peacuterdidas pueden llegar a ser totales [12] [13]

Figura I1Enfermedad de botritis en un racimo de uvas [11]

Figura I2 Enfermedad del oiacutedio en hoja tallo y racimo de izquierda a derecha [14] 5

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo el mildium o mildiu es una enfermedad producida por el hongo Plasmopara vitiacutecola considerada como

una de las peores enfermedades del cultivo siempre y cuando esteacuten en las condiciones ambientales favorables para

su desarrollo Dichas condiciones oacuteptimas para la propagacioacuten de la enfermedad son las lluvias al amanecer o al

anochecer con una temperatura en un rango de 20-25 ordmC El periacuteodo sensible de la vegetacioacuten de la vintildea es a

partir de una longitud de 10 cm en adelante siendo maacutexima en el periacuteodo de mayor crecimiento de la planta Por

otro lado la sensibilidad del racimo empieza desde su formacioacuten hasta que las uvas al florecer alcanzan el tamantildeo

similar al de un guisante pero de ahiacute en adelante la sensibilidad se ve disminuida Dicho hongo cuenta con un

ciclo reproductivo abarcando varias fases desde la fase de contaminacioacuten siendo el principio hasta la fase de pro-

pagacioacuten Afecta a todos los oacuterganos verdes de la vid y sus siacutentomas son variados en las distintas zonas de eacutesta

En las caras de las hojas aparecen unas manchas amarillentas en los racimos cuando se aproxima la floracioacuten los

que se encuentran infectados se curvan secaacutendose y cubrieacutendose de una pelusa blanquecina y cuando alcanzan el

tamantildeo de un guisante en adelante las uvas de los racimos afectados se van oscureciendo y secando sin que apa-

rezca la fructificacioacuten del hongo ademaacutes de oscurecerse el tallo [15]

12 Estructura propiedades fiacutesico-quiacutemicas y clasificacioacuten

En este trabajo nos centramos en estudiar los residuos de veintitreacutes fitosanitarios tipo fungicida principalmente

aunque tambieacuten alguacuten residuo tipo insecticida Las caracteriacutesticas maacutes importantes de dichos compuestos seraacuten

recogidas en la Tabla I1 que incluye estructuras clasificacioacuten (se ha usado el acroacutenimo ldquoFrdquo en caso de ser

fungicidas e ldquoIrdquo en caso de ser insecticidas) y propiedades fiacutesico-quiacutemicas Las propiedades fiacutesico-quiacutemicas que

pueden resultar maacutes relevantes para este estudio son el pKa ya que la mayoriacutea se trata de compuestos baacutesicos

aunque se encuentre alguacuten aacutecido deacutebil como es por ejemplo el Fenhexamid y Kow describiendo el coeficiente de

reparto entre octanolagua empleado para medir el grado de hidrofobidad que proporciona una estimacioacuten de

la posible distribucioacuten del analito entre materia orgaacutenica y agua

Figura I3 Enfermedad del mildium en la imagen de la izquierda coacutemo afecta a las hojas imagen central coacutemo

afecta a los racimos cuaacutendo estaacuten infectados al comenzar la floracioacuten y en la imagen de la derecha coacutemo afecta a

los racimos en doacutende las uvas tienen tamantildeo mayor al de un guisante [16]

6

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Ametoctradin

(AME)

5-ethyl-6-

octyl[124]triazolo[15-

a]pyrimidin-7-amine

C15H25N5 865318-97-4 F 440 278

Benalaxyl

(BEN)

Methyl-N-(phenylacetyl)-N-

(26-xylyl)-D-alaninate C20H23NO3 98243-83-5 F 368 -

Boscalid

(BOS)

2-Chloro-N-(4rsquo-

chlorobiphenyl-2-yl)-

nicotinamide

C18H12Cl2N2O 188425-85-6 F 296 -

Carbendazim

(CAR)

Methyl 2-benzimidazole

carbamate C9H9N3O2 10605-21-7 F 148 420

Cyprodinil

(CYP)

4-Cyclopropyl-6-methyl-N-

phenilpyrimidin-2-amine C14H15N3 121552-61-2 F 400 309

Dimethomorph

(DIM)

(2E)-3-(4-chlorophenyl)-3-(34-

dimethoxyphenyl)-1-

(morpholin-4-yl)prop-2-en-1-

one

C21H22ClNO4 110488-70-5 F 268 -13

Fenhexamid

(FEH)

N-(23-dichloro-4-

hydroxyphenyl)-1-methyl-

cyclohexanecarboxamide

C14H17Cl2NO2 126833-17-8 F 351 73

Fenpropidin

(FEP)

1-[(RS)-3-(4-tert-butylphenyl)-

2-methylpropyl]piperidine C19H31N 67306-00-7 F 26 1013

Fluopicolid

(FLU)

26-dichloro-N-[3-chloro-5-

(trifluoromethyl)-2-

pyridylmethyl]benzamide

C14H8Cl3F3N2O 239110-15-7 F 29 -

Imidacloprid

(IMI)

(E)-1-(6-chloro-3-

pyridylmethyl)-N-

nitroimidazolidin-2-

ylideneamine

C9H10ClN5O2 138261-41-3 I 057 -

Iprovalicarb

(IPR)

Isopropyl (S)-2-methyl-1-[1-(p-

tolyl)ethylcarbamoyl]propyl-

carbamate

C18H28N2O3 140923-17-7 F 32 -

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I1 Estructura clasificacioacuten y propiedades fiacutesico-quiacutemicas de intereacutes para los analitos de estudio

7

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Mandipropamid

(MAN)

2-(4-chlorophenyl)-N-[3-

methoxy-4-(2-

propynyloxy)phenethyl]-2-(2-

propynyloxy)acetamide

C23H22ClNO4 374726-62-2 F 32 -

Metalaxyl

(MET)

N-(26-dimethylphenyl)-N-

(methoxyacetyl)-DL-alanine

methyl ester

C15H21NO4 57837-19-1 F 175 000

Myclobutanil

(MYC)

2-(4-chlorophenyl)-2-(1H-

124-triazol-1-

ylmethyl)hexanentrile

C15H17ClN4 88671-89-0 F 289 230

Penconazol

(PEN)

1-[2-(24-

dichlorophenyl)pentyl]-1H-

124-triazole

C13H15Cl2N3 66246-88-6 F 372 151

Pyraclostrobin

(PYC)

Methyl2-[1-(4-chlorophenyl)-

1H-pyrazol-3-

yloxymethyl]phenylmetoxy-

carbamate

C19H18ClN3O4 175013-18-0 F 399 -

Pyrimethanil

(PYM)

4-6-dimethyl-N-phenyl-2-

pyrimidinamine C12H13N3 53112-28-0 F 284 352

Tebuconazol

(TEC)

1-(4-chlorophenyl)-44-

dimethyl-3-(1H-124-triazol-1-

ylmethyl)-3-pentanol

C16H22ClN3O 107534-96-3 F 370 500

Tebufenozid

(TEF)

35-dimethylbenzoic acid 1-

(11-dimethylethyl)-2-(4-

ethylbenzoyl)hidrazide

C22H28N2O2 112410-23-8 I 425 -

Thiabendazol

(TBZ)

2-(13-thiazol-4-yl)-1H-

benzimidazole C10H7N3S 148-79-8 F 239 473

Thiamethoxam

(TME)

3-[(2-chloro-5-

thiazolyl)methyl]tetrahydro-5-

methyl-N-nitro-4H-135-

oxadiazin-4-imine

C8H10ClN5O3S 153719-23-4 I -013 -

Thiophanate-

methyl

(THI-M)

DimethylNNrsquo-[12-

phenylenebis(azanediylcarbono

thioyl)] dicarbamate

C12H14N4O4S2 23564-05-8 F 145 728

Triadimenol

(TRI)

1-(4-chlorophenoxy)-33-

dimethyl-1-(1H-124-triazol-1-

yl)-2-butanol

C14H18ClN3O2 55219-65-3 F 318

-

ordf Valores para la forma neutra 8

Capiacutetulo I Introduccioacuten

13 Toxicidad de los pesticidas

En los uacuteltimos antildeos el uso indiscriminado de pesticidas de siacutentesis en agricultura ha creado graves problemas de

salud y medioambientales ya que su uso debido al aumento de la poblacioacuten y por consiguiente de la actividad

agraria se ha incrementado considerablemente Durante las tres uacuteltimas deacutecadas una estimacioacuten dada por la

Organizacioacuten Mundial de la Salud y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente revela que

aproximadamente cerca de 20000 personas al antildeo mueren generalmente agricultores por exposicioacuten continuada

a alguno de estos toacutexicos En la mayoriacutea de los casos los agricultores utilizan los pesticidas de forma que las

cantidades se desviacutean significativamente de las recomendadas ya que asocian cantidades maacutes altas con mayor

efectividad y velocidad de accioacuten El mal uso de dichos toacutexicos se ve en los signos presentes en los ecosistemas

afectados pudiendo llegar a ser perjudiciales para la salud humana Estos riesgos que causan tanto en la salud

como en el medioambiente pueden ser reducidos o en su defecto evitados mediante la educacioacuten sobre este tipo

de toacutexicos con el fin de frenar su uso excesivo y descontrolado [17]

Desde el punto de vista medioambiental los fitosanitarios empleados en un cultivo pueden persistir en los

distintos medios tierra aire o agua y afectar tanto a ecosistemas terrestres como acuaacuteticos En los sistemas

terrestres los suelos son contaminados mediante la aplicacioacuten del toacutexico de forma directa o como deposicioacuten del

resultado de una suspensioacuten aeacuterea Eacutestos pueden persistir desde varios diacuteas hasta varios antildeos ya que el suelo

retiene y moviliza el toacutexico despueacutes de su emisioacuten Los que persisten maacutes tiempo en el medioambiente tienen una

mayor probabilidad de interaccionar con otros elementos del sistema y si su vida media es mayor a la frecuencia

con la que se aplica el pesticida tienden a acumularse tanto en el suelo como en las especies que habitan en eacutel Por

otro lado el agua es contaminada por pesticidas bien por aplicacioacuten directa por estar presentes en las

precipitaciones de la atmoacutesfera o bien por la movilidad que tienen desde el suelo Tanto los pesticidas solubles

como los insolubles interaccionan con los ecosistemas acuaacuteticos los hidrosolubles persisten maacutes tiempo

solubilizados en agua mientras que los otros se asocian a los sedimentos y se concentran en las especies que

habitan el medio acuaacutetico [18]

Como consecuencia de la amplia distribucioacuten de los toacutexicos en aire suelo y agua se produce una acumulacioacuten de

ellos en los elementos que contribuyen a la alimentacioacuten humana ya que su amplio uso hace que el contacto con

los plaguicidas por parte de personas y animales sea inevitable La contaminacioacuten de los alimentos se puede

presentar por aplicacioacuten directa de los pesticidas el uso de eacutestos durante el manejo transporte y almacenamiento

de los productos comestibles o por su acumulacioacuten en la cadena troacutefica Son bioacumulables en el organismo

debido a su caraacutecter lipofiacutelico lo que les confiere una vida media en los tejidos larga La exposicioacuten a pesticidas

persistentes no tiene la misma repercusioacuten en cada uno de los individuos expuestos sino que se considera criacutetica la

exposicioacuten durante la etapas embrionaria fetal y primeros antildeos de vida en doacutende se transmite de madres a hijos

mediante la gestacioacuten y la lactancia como resultado de la acumulacioacuten en el tejido graso de la madre [19]

9

Capiacutetulo I Introduccioacuten

14 Legislacioacuten

El aumento del uso de fitosanitarios en actividades relacionadas con la produccioacuten de alimentos para consumo

humano o animal tambieacuten desembocoacute en una preocupacioacuten social debido a su toxicidad y bioacumulacioacuten En

respuesta la Organizacioacuten de las Naciones Unidas para la Alimentacioacuten y la Agricultura (FAO) en colaboracioacuten

con la Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS) pusieron en marcha un programa Codex Alimentarius cuyo

objetivo a traveacutes de sus normas y coacutedigos de praacutecticas alimentarias internacionales es garantizar la calidad e

inocuidad de los alimentos que estaacuten al alcance de cualquier persona Con estas normas internacionales los

consumidores pueden confiar en la calidad de los alimentos independientemente de su origen geograacutefico [20]

Todos los alimentos destinados al consumo humano o animal en la Unioacuten Europea estaacuten sujetos a un liacutemite

maacuteximo de residuos de plaguicidas para la proteccioacuten de la salud humana y animal Actualmente en lo referente a

legislacioacuten para el control de la cantidad del toacutexico en la uva estaacute vigente el Reglamento 3962005 del Parlamento

Europeo y del Consejo de 23 de febrero de 2005 referido a la regulacioacuten de los liacutemites maacuteximos de residuos de

plaguicidas en alimentos y piensos de origen vegetal y animal El liacutemite maacuteximo de residuos (LMR) se define co-

mo el nivel maacutes alto de un residuo de un pesticida que se tolera de manera legal sobre los alimentos o piensos

cuando se aplican correctamente Las cantidades de residuos que se encuentren deben ser lo maacutes bajas posible

para garantizar la seguridad en la alimentacioacuten de los consumidores Dichos liacutemites maacuteximos de residuos estaacuten

fijados por la Comisioacuten Europea pudieacutendose encontrar en su base de datos LMR [21]

A continuacioacuten en la Tabla I2 se resumen los LMRs de los compuestos de este estudio en uvas de vinificacioacuten

en unidades de mgkg de uva En el caso del vino no hay legislacioacuten en lo referente a estos pesticidas solamente

la recomendacioacuten de no superar el 10 del valor del LMR en uva

Compuesto LMRs (mgkg uva) Compuesto LMRs (mgkg uva)

AME 6 MET 1

BEN 03 MYC 1

BOS 5 PEN 02

CAR 05 PYC 2

CYP 3 PYM 5

DIM 3 TEC 1

FEH 15 TEF 3

FEP 001 TBZ 005

FLU 2 TME 04

IMI 1 THI-M 3

IPR 2 TRI 2

MAN 2

Tabla I2 Liacutemites maacuteximos de residuos permitidos para los compuestos estudiados en uvas

10

Capiacutetulo I Introduccioacuten

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS A MUESTRAS DE VINO

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)

Se entiende por extraccioacuten liacutequido-liacutequido al meacutetodo mediante el cual un analito de intereacutes se separa por el

contacto con otra fase en la cual tiene mayor afinidad de la matriz en la que se halle Los procesos de extraccioacuten

implican dos fases y requieren tres pasos sucesivos mezcla de materia prima y disolvente separacioacuten de las dos

fases despueacutes del contacto y eliminacioacuten del disolvente que contiene el analito [22]

La extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE) se basa en la distribucioacuten

de un analito entre dos fases liacutequidas inmiscibles en las

cuales analito y matriz tienen solubilidades diferentes

Principalmente una de las fases es un medio acuoso en

general se trata de la muestra y la otra un disolvente

orgaacutenico La selectividad y eficacia de este meacutetodo vienen

determinadas por la eleccioacuten del disolvente y por los factores

que pueden afectar al proceso de equilibrio (pH adiccioacuten de

sales neutras en la fase acuosa para reducir la solubilidad del

analito etc) [23] Esta teacutecnica permite llevar a cabo extracciones para un rango muy amplio de analitos siendo

una de las maacutes antiguas para la preparacioacuten de muestras en el anaacutelisis cualitativo y cuantitativo Ofrece grandes

capacidades de muestreo lineal y cuenta con la ventaja de la cantidad de informacioacuten existente sobre este meacutetodo

[24]

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

En 1978 aparecieron los primeros cartuchos desechables para la extraccioacuten en fase soacutelida y actualmente casi 40

antildeos despueacutes la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) es la teacutecnica de preparacioacuten de muestras maacutes empleada en los

laboratorios Es una teacutecnica de preparacioacuten y tratamiento de muestras que se basa en la retencioacuten en una fase

adsorbente del analito de intereacutes presente en una muestra liacutequida que pasa a traveacutes de ella Debido a la variedad de

formatos (discos cartuchos y jeringas) y tipos de adsorbentes (los maacutes comunes carboacuten activo aluacutemina siacutelica gel

silicato de magnesio siacutelices enlazadas y poliacutemeros como por ejemplo estinero-divinilbenceno) o la facilidad de

automatizacioacuten y acoplamiento con otras teacutecnicas como por ejemplo una conexioacuten directa con un sistema de

Figura I4 Fundamentos teoacutericos de la LLE [25]

11

Capiacutetulo I Introduccioacuten

cromatografiacutea este meacutetodo le fue ganando terreno a la LLE Otra ventaja muy importante de la SPE frente a la

LLE es la disminucioacuten en la cantidad de disolvente orgaacutenico empleada Cada vez se va innovando maacutes sobre esta

teacutecnica llegando a encontrarse fases adsorbentes formadas por poliacutemeros capaces de retener en un uacutenico

cartucho un amplio abanico de analitos lipofiacutelicos o hidrofoacutebicos aacutecidos baacutesicos o neutros [26]

El fundamento de esta extraccioacuten como se puede en la Figura I6

consiste en cuatro etapas acondicionamiento adiccioacuten de muestra

retencioacuten y elucioacuten de los analitos de intereacutes En primer lugar antes

de empezar la extraccioacuten se requiere una etapa de acondicionamiento

para preparar el adsorbente haciendo pasar un poco de disolvente

para asiacute interaccionar mejor con la muestra Luego se hace pasar la

muestra liacutequida por la fase soacutelida Idealmente el adsorbente retiene

los analitos selectivamente a medida que va pasando la muestra y la

matriz pasa sin ser retenida Por uacuteltimo los analitos se eluyen del

adsorbente con un disolvente con el que tenga mayor afinidad [27]

23 Teacutecnicas de microextraccioacuten

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)

En la microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME) se utilizan fibras de siacutelice fundida revestidas con un poliacutemero en un

disentildeo en forma de jeringa para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes El principio por el que se rige esta

extraccioacuten es el reparto del analito entre la matriz de la muestra y el revestimiento de la fibra mediante un proceso

no competitivo Se trata de un meacutetodo que cuenta con muchas ventajas ya que se elimina completamente el uso de

disolventes y aparte no son necesarios voluacutemenes de muestra grandes pero tambieacuten cuenta con algunas

desventajas ya que tanto la capacidad como la sensibilidad se ven limitadas [29]

En la figura I7 podemos ver las etapas de la extraccioacuten En un

vial cerrado con una caacutepsula y un seacuteptum tenemos la muestra

liacutequida o bien soacutelida que contenga los analitos de intereacutes

volaacutetiles Con la jeringa se perfora el seacuteptum y una vez dentro

se acciona el eacutembolo para la exposicioacuten de la fibra con los

analitos introducieacutendola en la muestra liacutequida o en su defecto

en el espacio de cabeza para la extraccioacuten de analitos volaacutetiles

de una muestra soacutelida Despueacutes de la extraccioacuten dentro del vial

Figura I6 Etapas de una SPE [28]

Figura I7 Etapas de una SPME [30]

12

Capiacutetulo I Introduccioacuten

la fibra se introduce de nuevo en la jeringa y se retira del vial [27]

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)

La microextraccioacuten en fase liacutequida se desarrolloacute como una alternativa a la LLE para la reduccioacuten en la cantidad de

disolventes orgaacutenicos siendo rentable tanto para el medioambiente como econoacutemicamente Entre las modalidades

maacutes populares de esta teacutecnica se encuentran microextraccioacuten con gota suspendida (SDME) y microextraccioacuten

liacutequido-liacutequido dispersiva (DLLME) En la SDME una gota de disolvente orgaacutenico es expuesta al espacio de

cabeza situado sobre una muestra en un vial dicha gota es suspendida del extremo de una microjeringa Por otro

lado la DLLME sobre una muestra acuosa se inyecta un pequentildeo volumen de una mezcla de disolventes en la

cual es dispersada formando una solucioacuten en la que se establece el equilibrio El disolvente de extraccioacuten debe

presentar una densidad inferior a la de la muestra para facilitar su recuperacioacuten normalmente despueacutes de

centrifugar el vial doacutende se realiza la extraccioacuten [31]

24 QuEChERS

La extraccioacuten QuEChERS de las palabras en ingleacutes Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe es un meacutetodo

de extraccioacuten que se desarrolloacute entre 2000 y 2002 para el anaacutelisis de pesticidas Como su nombre indica raacutepido

faacutecil barato eficaz robusto y seguro son las principales

caracteriacutesticas de esta preparacioacuten de muestra Se realiza en dos

etapas en primer lugar una extraccioacuten simple y una segunda fase

de purificacioacuten En la primera etapa tenemos el vial con la

muestra en el cual se antildeade un disolvente generalmente

acetonitrilo para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes en

presencia de diferentes sales (en el meacutetodo original se utiliza

sulfato de magnesio y cloruro de sodio) para facilitar la separacioacuten

de las fases En la segunda parte se realiza la purificacioacuten de la

fraccioacuten del extracto orgaacutenico Para eso se lleva a cabo una

limpieza de los analitos eliminando el agua y los compuestos

presentes en la matriz de la muestra empleando un adsorbente PSA (amina primaria y secundaria) C18 carboacuten

negro grafitizado (GCB) o una combinacioacuten de eacutestas [32]

Figura I8 Etapas de QuEChERS [33]

13

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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51

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53

Page 6: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

ResumenResumoAbstract

bull ABSTRACT

Pesticides are compounds that are used in vineyards around the world to ensure protection at harvest with a few

loss produced by different organisms in grapes used to make wine The mode of action of these compounds is

based on the interference on the metabolism of different organisms without affecting the vine An increase in the

use of these compounds can determine the existence of residues in grapes at the time of harvest from where

they can reach the wine that is elaborated with the same ones For this reason legislation has been established to

regulate the maximum amount of pesticide residues in grapes and although there are currently no regulated

values in wine it is recommended that they do not exceed 10 of the limits on grapes In this study we have

worked with different types of pesticides mainly fungicides but also some insecticide with the purpose of being

able to detect the greatest amount of these substances in commercial wines extraction has been optimized by

solid phase extraction (SPE) and detection has been optimized by liquid chromatography coupled to tandem mass

spectrometry (LC-ESI-MSMS) It is presented a simple fast and robust analytical methodology that can be

implemented in food control laboratories

2

Capitulo I Introduccioacuten

CAPIacuteTULO I INTRODUCCIOacuteN

1 FITOSANITARIOS

11 Tipos de fitosanitarios empleados en viticultura

De acuerdo con el Ministerio de Agricultura y Pesca Alimentacioacuten y Medio Ambiente los fitosanitarios se definen

como una o varias sustancias activas u otros ingredientes conformando una mezcla con el fin de proteger los

productos de origen vegetal de organismos nocivos tanto de tipo vegetal como animal que conforman plagas

Dentro de estos fitosanitarios tambieacuten se encuentran las sustancias que destruyen regulan o inhiben la

germinacioacuten de las plantas pero no se contemplan dentro de este grupo vacunas medicamentos y antibioacuteticos

para uso humano o veterinario o agentes utilizados en el control bioloacutegico Los productos fitosanitarios ayudan a

asegurar una buena calidad en los alimentos asiacute como contribuyen al aumento de los rendimientos en la

agricultura [1]

Seguacuten la OMS (Organizacioacuten Mundial de la Salud) los fitosanitarios se pueden clasificar atendiendo a los

organismos a los que esteacuten destinados siendo estos insectos (insecticidas) aacutecaros (acaricidas) moluscos

(molusquicidas) roedores (rodenticidas o raticidas) hongos (fungicidas) gusanos y larvas (nematicidas) malas

hierbas (herbicidas) bacterias (antibioacuteticos pero sin comprender los de uso humano y bactericidas) y otras formas

de vida perjudiciales para la salud puacuteblica y tambieacuten para la agricultura consideradas como plagas animales o

vegetales que puedan ser generadas durante la produccioacuten almacenamiento transporte distribucioacuten y elaboracioacuten

de productos agriacutecolas y sus derivados Actualmente no se puede pensar en un cultivo racional sin el uso de alguacuten

tipo de pesticida ya que la peacuterdida de cosechas en todo el mundo debido a causa de insectos enfermedades de las

plantas y malas hierbas es equivalente a un tercio de la produccioacuten total [2] [3]

Para el estudio de los productos de fitosanitarios en vino nos centraremos solamente en los tres tipos maacutes

importantes en eacuteste aacuterea herbicidas insecticidas y sobre todo fungicidas

Los herbicidas son sustancias destinadas a destruir las malas hierbas cuyo meacutetodo de accioacuten es la interferencia

en los procesos bioquiacutemicos como la fotosiacutentesis que tienen lugar en el sistema vivo de eacutestas Generalmente se

aplican en solucioacuten o suspensioacuten acuosa en forma de nube de pequentildeas gotas dirigidas hacia el objetivo de la

aplicacioacuten Los herbicidas ofrecen los medios maacutes efectivos para el control de las plagas siendo en los paiacuteses

industrializados aplicados sobre el 85-100 de todos los cultivos principales Este tipo de sustancias son

propensas a la descomposicioacuten por microbios plantas y animales y no son comunes los problemas de residuos de

herbicidas si se utilizan de acuerdo a las instrucciones de las etiquetas [4] A pesar de todos los beneficios que nos

aportan un mal uso de estos puede convertirse en un serio problema ya que toda sustancia quiacutemica usada en

3

Capiacutetulo I Introduccioacuten

agricultura puede provocar un efecto negativo en el ambiente si es utilizada en altas dosis El uso prolongado de

un mismo herbicida puede causar problemas de resistencia de malezas fenoacutemeno que consiste en la aparicioacuten de

biotipos tolerantes de una especie la cual anteriormente era controlada por el herbicida [5]

Por otro lado los insecticidas son fitosanitarios destinados a controlar el ataque de insectos y para eso existen

distintos caminos a traveacutes de los que pueden actuar siendo envenenamiento por contacto en doacutende el insecticida

penetra a traveacutes de la cutiacutecula del insecto hasta alcanzar el sitio activo envenenamiento oral en doacutende el

insecticida es ingerido y absorbido a traveacutes del intestino o tambieacuten por fumigaciones en doacutende el insecticida

penetra en el cuerpo del insecto a traveacutes de los espiraacuteculos del sistema respiratorio Pero al igual que pasa con los

herbicidas los insectos tambieacuten desarrollan resistencia a los insecticidas debido al contacto continuo con estos

Esta resistencia puede ser expresada por varios caminos que el insecto no entre en contacto con la deposicioacuten del

insecticida que se modifique la composicioacuten del exoesqueleto inhibiendo asiacute la penetracioacuten del insecticida la

modificacioacuten del sitio activo para el fitosanitario reduciendo la sensibilidad a la forma activa del insecticida o que

la viacutea metaboacutelica del insecto se modifique negando el metabolismo del compuesto aplicado en su forma toacutexica

[6] Aunque por lo general otros aspectos de la agricultura moderna tienen un mayor impacto en el medio

ambiente los insecticidas se encuentran entre las herramientas agriacutecolas que estaacuten maacutes asociadas con el dantildeo

ambiental Su objetivo especiacutefico es matar a plagas de insectos por lo que puede que tenga un impacto letal en

organismos que no son su objetivo [7]

Por uacuteltimo los fungicidas estaacuten destinados tanto a combatir las plagas de hongos como a combatir las

enfermedades fungosas de las plantas ya sea matando retrasando el desarrollo o inhibiendo la reproduccioacuten de

los hongos Los fungicidas en general se dividen atendiendo al modo de accioacuten de eacutestos en fungicidas de

contacto fungicidas penetrantes o fungicidas sistemaacuteticos

Los fungicidas de contacto protegen uacutenicamente el sitio de aplicacioacuten contra las plagas quedando en el exterior de

la planta de eacutesta manera sin penetrar en el tejido vegetal forman una peliacutecula protectora Cuando alguna espora

de un hongo llega a su superficie se encuentra con esa peliacutecula que le impide penetrar o en su defecto germinar

En el caso de que atraviesen el tejido vegetal bien sea por una alta dosis o por una rotura en las paredes de la

planta se convierten en un producto toacutexico para ella llegando a quemarla

Otro tipo de fungicidas los fungicidas penetrantes como su nombre indica se introducen en el tejido vegetal y

una vez dentro cuentan con muy poca movilidad es decir no circulan por los vasos conductores Al tener la

capacidad de entrar en la planta pueden combatir a los hongos que ya se encuentren dentro de eacutesta pero no

pueden ser toacutexicos para ella porque de lo contrario la dantildeariacutean

Por uacuteltimo nos encontramos con los fungicidas sistemaacuteticos Este tipo de fungicidas actuacutean protegiendo a la

planta contra las plagas en distintas zonas por transfusioacuten del fitosanitario dentro de la misma Esto sucede porque

penetran en el tejido vegetal y circulan por ella a traveacutes de la corriente de los vasos conductores

El meacutetodo de accioacuten de los fungicidas se basa en interferir en el metabolismo de los hongos ya sea por un

4

Capiacutetulo I Introduccioacuten

ataque en la produccioacuten de energiacutea la inhibicioacuten de la mitosis o inhibiendo la formacioacuten de quitina que se trata

del compuesto principal de la pared celular de los hongos y que por ende influye en la permeabilidad de la

membrana [8] [9]

Las enfermedades fuacutengicas fundamentales que nos podemos encontrar en las uvas de la vid son la botritis el oiacutedio

y el mildium las cuales pueden llegar a causar peacuterdidas importantes en viticultura

La enfermedad de la botritis tambieacuten llamada moho gris estaacute causada

por el hongo Botrytis cineacuterea y se puede encontrar en todo el mundo

infectando a un amplio nuacutemero de plantas Se trata de uno de los

patoacutegenos fuacutengicos maacutes interesantes debido a que puede vivir tanto

de forma patoloacutegica produciendo la enfermedad como

alimentaacutendose de materia orgaacutenica en descomposicioacuten La accioacuten

fuacutengica del hongo se lleva a cabo cuando las uvas empiezan a

acumular azuacutecar pudiendo ser muy devastador en algunas

condiciones sobre todo en cultivos empapados por la lluvia o

localizados en un ambiente huacutemedo y con viento produciendo la peacuterdida de los racimos de uvas que son

infectados O por el contrario en otro tipo de condiciones ambientales de sequedad despueacutes de unas

condiciones de humedad dicho hongo le confiere beneficios a ciertos tipos de vino blanco [10]

El oiacutedio es una enfermedad causada por la especie Uncinula necator la cual afecta tanto al rendimiento como a la

calidad de las uvas y altera las cualidades de sus derivados vino mosto etc El proceso de infeccioacuten del oiacutedio

tiene lugar siguiendo un ciclo de reproduccioacuten en las distintas estaciones del antildeo El riesgo de infeccioacuten viene

dado en funcioacuten de la temperatura oacuteptima entre 25-30ordmC humedad del ambiente en el que se encuentre y

tambieacuten en funcioacuten de la temporada siendo maacutes resistentes los racimos de uvas a medida que van madurando El

hongo afecta a todas las parte de la vid hojas tallo y racimos las cuales presentan siacutentomas distintos Las hojas se

vuelven de un color amarillento y se cubren de un polvo fino blanco grisaacuteceo En el tallo el oiacutedio se manifiesta a

traveacutes de manchas difuminadas con coloracioacuten inicial verde oscuro volvieacutendose cada vez maacutes oscuras al final y si

ocurre un ataque fuerte puede desembocar en que el tallo se acabe secando y por consiguiente disminuye la

produccioacuten Pero el ataque maacutes fuerte se produce en los racimos empezando por cubrirse del polvillo blanco

grisaacuteceo y continuando con que el oiacutedio detiene el crecimiento de la piel de la uva con la consecuencia que la uva

se agrieta Esta enfermedad produce unos dantildeos directos en la cantidad y calidad de la cosecha y si no se toman

medidas de prevencioacuten las peacuterdidas pueden llegar a ser totales [12] [13]

Figura I1Enfermedad de botritis en un racimo de uvas [11]

Figura I2 Enfermedad del oiacutedio en hoja tallo y racimo de izquierda a derecha [14] 5

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo el mildium o mildiu es una enfermedad producida por el hongo Plasmopara vitiacutecola considerada como

una de las peores enfermedades del cultivo siempre y cuando esteacuten en las condiciones ambientales favorables para

su desarrollo Dichas condiciones oacuteptimas para la propagacioacuten de la enfermedad son las lluvias al amanecer o al

anochecer con una temperatura en un rango de 20-25 ordmC El periacuteodo sensible de la vegetacioacuten de la vintildea es a

partir de una longitud de 10 cm en adelante siendo maacutexima en el periacuteodo de mayor crecimiento de la planta Por

otro lado la sensibilidad del racimo empieza desde su formacioacuten hasta que las uvas al florecer alcanzan el tamantildeo

similar al de un guisante pero de ahiacute en adelante la sensibilidad se ve disminuida Dicho hongo cuenta con un

ciclo reproductivo abarcando varias fases desde la fase de contaminacioacuten siendo el principio hasta la fase de pro-

pagacioacuten Afecta a todos los oacuterganos verdes de la vid y sus siacutentomas son variados en las distintas zonas de eacutesta

En las caras de las hojas aparecen unas manchas amarillentas en los racimos cuando se aproxima la floracioacuten los

que se encuentran infectados se curvan secaacutendose y cubrieacutendose de una pelusa blanquecina y cuando alcanzan el

tamantildeo de un guisante en adelante las uvas de los racimos afectados se van oscureciendo y secando sin que apa-

rezca la fructificacioacuten del hongo ademaacutes de oscurecerse el tallo [15]

12 Estructura propiedades fiacutesico-quiacutemicas y clasificacioacuten

En este trabajo nos centramos en estudiar los residuos de veintitreacutes fitosanitarios tipo fungicida principalmente

aunque tambieacuten alguacuten residuo tipo insecticida Las caracteriacutesticas maacutes importantes de dichos compuestos seraacuten

recogidas en la Tabla I1 que incluye estructuras clasificacioacuten (se ha usado el acroacutenimo ldquoFrdquo en caso de ser

fungicidas e ldquoIrdquo en caso de ser insecticidas) y propiedades fiacutesico-quiacutemicas Las propiedades fiacutesico-quiacutemicas que

pueden resultar maacutes relevantes para este estudio son el pKa ya que la mayoriacutea se trata de compuestos baacutesicos

aunque se encuentre alguacuten aacutecido deacutebil como es por ejemplo el Fenhexamid y Kow describiendo el coeficiente de

reparto entre octanolagua empleado para medir el grado de hidrofobidad que proporciona una estimacioacuten de

la posible distribucioacuten del analito entre materia orgaacutenica y agua

Figura I3 Enfermedad del mildium en la imagen de la izquierda coacutemo afecta a las hojas imagen central coacutemo

afecta a los racimos cuaacutendo estaacuten infectados al comenzar la floracioacuten y en la imagen de la derecha coacutemo afecta a

los racimos en doacutende las uvas tienen tamantildeo mayor al de un guisante [16]

6

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Ametoctradin

(AME)

5-ethyl-6-

octyl[124]triazolo[15-

a]pyrimidin-7-amine

C15H25N5 865318-97-4 F 440 278

Benalaxyl

(BEN)

Methyl-N-(phenylacetyl)-N-

(26-xylyl)-D-alaninate C20H23NO3 98243-83-5 F 368 -

Boscalid

(BOS)

2-Chloro-N-(4rsquo-

chlorobiphenyl-2-yl)-

nicotinamide

C18H12Cl2N2O 188425-85-6 F 296 -

Carbendazim

(CAR)

Methyl 2-benzimidazole

carbamate C9H9N3O2 10605-21-7 F 148 420

Cyprodinil

(CYP)

4-Cyclopropyl-6-methyl-N-

phenilpyrimidin-2-amine C14H15N3 121552-61-2 F 400 309

Dimethomorph

(DIM)

(2E)-3-(4-chlorophenyl)-3-(34-

dimethoxyphenyl)-1-

(morpholin-4-yl)prop-2-en-1-

one

C21H22ClNO4 110488-70-5 F 268 -13

Fenhexamid

(FEH)

N-(23-dichloro-4-

hydroxyphenyl)-1-methyl-

cyclohexanecarboxamide

C14H17Cl2NO2 126833-17-8 F 351 73

Fenpropidin

(FEP)

1-[(RS)-3-(4-tert-butylphenyl)-

2-methylpropyl]piperidine C19H31N 67306-00-7 F 26 1013

Fluopicolid

(FLU)

26-dichloro-N-[3-chloro-5-

(trifluoromethyl)-2-

pyridylmethyl]benzamide

C14H8Cl3F3N2O 239110-15-7 F 29 -

Imidacloprid

(IMI)

(E)-1-(6-chloro-3-

pyridylmethyl)-N-

nitroimidazolidin-2-

ylideneamine

C9H10ClN5O2 138261-41-3 I 057 -

Iprovalicarb

(IPR)

Isopropyl (S)-2-methyl-1-[1-(p-

tolyl)ethylcarbamoyl]propyl-

carbamate

C18H28N2O3 140923-17-7 F 32 -

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I1 Estructura clasificacioacuten y propiedades fiacutesico-quiacutemicas de intereacutes para los analitos de estudio

7

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Mandipropamid

(MAN)

2-(4-chlorophenyl)-N-[3-

methoxy-4-(2-

propynyloxy)phenethyl]-2-(2-

propynyloxy)acetamide

C23H22ClNO4 374726-62-2 F 32 -

Metalaxyl

(MET)

N-(26-dimethylphenyl)-N-

(methoxyacetyl)-DL-alanine

methyl ester

C15H21NO4 57837-19-1 F 175 000

Myclobutanil

(MYC)

2-(4-chlorophenyl)-2-(1H-

124-triazol-1-

ylmethyl)hexanentrile

C15H17ClN4 88671-89-0 F 289 230

Penconazol

(PEN)

1-[2-(24-

dichlorophenyl)pentyl]-1H-

124-triazole

C13H15Cl2N3 66246-88-6 F 372 151

Pyraclostrobin

(PYC)

Methyl2-[1-(4-chlorophenyl)-

1H-pyrazol-3-

yloxymethyl]phenylmetoxy-

carbamate

C19H18ClN3O4 175013-18-0 F 399 -

Pyrimethanil

(PYM)

4-6-dimethyl-N-phenyl-2-

pyrimidinamine C12H13N3 53112-28-0 F 284 352

Tebuconazol

(TEC)

1-(4-chlorophenyl)-44-

dimethyl-3-(1H-124-triazol-1-

ylmethyl)-3-pentanol

C16H22ClN3O 107534-96-3 F 370 500

Tebufenozid

(TEF)

35-dimethylbenzoic acid 1-

(11-dimethylethyl)-2-(4-

ethylbenzoyl)hidrazide

C22H28N2O2 112410-23-8 I 425 -

Thiabendazol

(TBZ)

2-(13-thiazol-4-yl)-1H-

benzimidazole C10H7N3S 148-79-8 F 239 473

Thiamethoxam

(TME)

3-[(2-chloro-5-

thiazolyl)methyl]tetrahydro-5-

methyl-N-nitro-4H-135-

oxadiazin-4-imine

C8H10ClN5O3S 153719-23-4 I -013 -

Thiophanate-

methyl

(THI-M)

DimethylNNrsquo-[12-

phenylenebis(azanediylcarbono

thioyl)] dicarbamate

C12H14N4O4S2 23564-05-8 F 145 728

Triadimenol

(TRI)

1-(4-chlorophenoxy)-33-

dimethyl-1-(1H-124-triazol-1-

yl)-2-butanol

C14H18ClN3O2 55219-65-3 F 318

-

ordf Valores para la forma neutra 8

Capiacutetulo I Introduccioacuten

13 Toxicidad de los pesticidas

En los uacuteltimos antildeos el uso indiscriminado de pesticidas de siacutentesis en agricultura ha creado graves problemas de

salud y medioambientales ya que su uso debido al aumento de la poblacioacuten y por consiguiente de la actividad

agraria se ha incrementado considerablemente Durante las tres uacuteltimas deacutecadas una estimacioacuten dada por la

Organizacioacuten Mundial de la Salud y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente revela que

aproximadamente cerca de 20000 personas al antildeo mueren generalmente agricultores por exposicioacuten continuada

a alguno de estos toacutexicos En la mayoriacutea de los casos los agricultores utilizan los pesticidas de forma que las

cantidades se desviacutean significativamente de las recomendadas ya que asocian cantidades maacutes altas con mayor

efectividad y velocidad de accioacuten El mal uso de dichos toacutexicos se ve en los signos presentes en los ecosistemas

afectados pudiendo llegar a ser perjudiciales para la salud humana Estos riesgos que causan tanto en la salud

como en el medioambiente pueden ser reducidos o en su defecto evitados mediante la educacioacuten sobre este tipo

de toacutexicos con el fin de frenar su uso excesivo y descontrolado [17]

Desde el punto de vista medioambiental los fitosanitarios empleados en un cultivo pueden persistir en los

distintos medios tierra aire o agua y afectar tanto a ecosistemas terrestres como acuaacuteticos En los sistemas

terrestres los suelos son contaminados mediante la aplicacioacuten del toacutexico de forma directa o como deposicioacuten del

resultado de una suspensioacuten aeacuterea Eacutestos pueden persistir desde varios diacuteas hasta varios antildeos ya que el suelo

retiene y moviliza el toacutexico despueacutes de su emisioacuten Los que persisten maacutes tiempo en el medioambiente tienen una

mayor probabilidad de interaccionar con otros elementos del sistema y si su vida media es mayor a la frecuencia

con la que se aplica el pesticida tienden a acumularse tanto en el suelo como en las especies que habitan en eacutel Por

otro lado el agua es contaminada por pesticidas bien por aplicacioacuten directa por estar presentes en las

precipitaciones de la atmoacutesfera o bien por la movilidad que tienen desde el suelo Tanto los pesticidas solubles

como los insolubles interaccionan con los ecosistemas acuaacuteticos los hidrosolubles persisten maacutes tiempo

solubilizados en agua mientras que los otros se asocian a los sedimentos y se concentran en las especies que

habitan el medio acuaacutetico [18]

Como consecuencia de la amplia distribucioacuten de los toacutexicos en aire suelo y agua se produce una acumulacioacuten de

ellos en los elementos que contribuyen a la alimentacioacuten humana ya que su amplio uso hace que el contacto con

los plaguicidas por parte de personas y animales sea inevitable La contaminacioacuten de los alimentos se puede

presentar por aplicacioacuten directa de los pesticidas el uso de eacutestos durante el manejo transporte y almacenamiento

de los productos comestibles o por su acumulacioacuten en la cadena troacutefica Son bioacumulables en el organismo

debido a su caraacutecter lipofiacutelico lo que les confiere una vida media en los tejidos larga La exposicioacuten a pesticidas

persistentes no tiene la misma repercusioacuten en cada uno de los individuos expuestos sino que se considera criacutetica la

exposicioacuten durante la etapas embrionaria fetal y primeros antildeos de vida en doacutende se transmite de madres a hijos

mediante la gestacioacuten y la lactancia como resultado de la acumulacioacuten en el tejido graso de la madre [19]

9

Capiacutetulo I Introduccioacuten

14 Legislacioacuten

El aumento del uso de fitosanitarios en actividades relacionadas con la produccioacuten de alimentos para consumo

humano o animal tambieacuten desembocoacute en una preocupacioacuten social debido a su toxicidad y bioacumulacioacuten En

respuesta la Organizacioacuten de las Naciones Unidas para la Alimentacioacuten y la Agricultura (FAO) en colaboracioacuten

con la Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS) pusieron en marcha un programa Codex Alimentarius cuyo

objetivo a traveacutes de sus normas y coacutedigos de praacutecticas alimentarias internacionales es garantizar la calidad e

inocuidad de los alimentos que estaacuten al alcance de cualquier persona Con estas normas internacionales los

consumidores pueden confiar en la calidad de los alimentos independientemente de su origen geograacutefico [20]

Todos los alimentos destinados al consumo humano o animal en la Unioacuten Europea estaacuten sujetos a un liacutemite

maacuteximo de residuos de plaguicidas para la proteccioacuten de la salud humana y animal Actualmente en lo referente a

legislacioacuten para el control de la cantidad del toacutexico en la uva estaacute vigente el Reglamento 3962005 del Parlamento

Europeo y del Consejo de 23 de febrero de 2005 referido a la regulacioacuten de los liacutemites maacuteximos de residuos de

plaguicidas en alimentos y piensos de origen vegetal y animal El liacutemite maacuteximo de residuos (LMR) se define co-

mo el nivel maacutes alto de un residuo de un pesticida que se tolera de manera legal sobre los alimentos o piensos

cuando se aplican correctamente Las cantidades de residuos que se encuentren deben ser lo maacutes bajas posible

para garantizar la seguridad en la alimentacioacuten de los consumidores Dichos liacutemites maacuteximos de residuos estaacuten

fijados por la Comisioacuten Europea pudieacutendose encontrar en su base de datos LMR [21]

A continuacioacuten en la Tabla I2 se resumen los LMRs de los compuestos de este estudio en uvas de vinificacioacuten

en unidades de mgkg de uva En el caso del vino no hay legislacioacuten en lo referente a estos pesticidas solamente

la recomendacioacuten de no superar el 10 del valor del LMR en uva

Compuesto LMRs (mgkg uva) Compuesto LMRs (mgkg uva)

AME 6 MET 1

BEN 03 MYC 1

BOS 5 PEN 02

CAR 05 PYC 2

CYP 3 PYM 5

DIM 3 TEC 1

FEH 15 TEF 3

FEP 001 TBZ 005

FLU 2 TME 04

IMI 1 THI-M 3

IPR 2 TRI 2

MAN 2

Tabla I2 Liacutemites maacuteximos de residuos permitidos para los compuestos estudiados en uvas

10

Capiacutetulo I Introduccioacuten

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS A MUESTRAS DE VINO

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)

Se entiende por extraccioacuten liacutequido-liacutequido al meacutetodo mediante el cual un analito de intereacutes se separa por el

contacto con otra fase en la cual tiene mayor afinidad de la matriz en la que se halle Los procesos de extraccioacuten

implican dos fases y requieren tres pasos sucesivos mezcla de materia prima y disolvente separacioacuten de las dos

fases despueacutes del contacto y eliminacioacuten del disolvente que contiene el analito [22]

La extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE) se basa en la distribucioacuten

de un analito entre dos fases liacutequidas inmiscibles en las

cuales analito y matriz tienen solubilidades diferentes

Principalmente una de las fases es un medio acuoso en

general se trata de la muestra y la otra un disolvente

orgaacutenico La selectividad y eficacia de este meacutetodo vienen

determinadas por la eleccioacuten del disolvente y por los factores

que pueden afectar al proceso de equilibrio (pH adiccioacuten de

sales neutras en la fase acuosa para reducir la solubilidad del

analito etc) [23] Esta teacutecnica permite llevar a cabo extracciones para un rango muy amplio de analitos siendo

una de las maacutes antiguas para la preparacioacuten de muestras en el anaacutelisis cualitativo y cuantitativo Ofrece grandes

capacidades de muestreo lineal y cuenta con la ventaja de la cantidad de informacioacuten existente sobre este meacutetodo

[24]

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

En 1978 aparecieron los primeros cartuchos desechables para la extraccioacuten en fase soacutelida y actualmente casi 40

antildeos despueacutes la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) es la teacutecnica de preparacioacuten de muestras maacutes empleada en los

laboratorios Es una teacutecnica de preparacioacuten y tratamiento de muestras que se basa en la retencioacuten en una fase

adsorbente del analito de intereacutes presente en una muestra liacutequida que pasa a traveacutes de ella Debido a la variedad de

formatos (discos cartuchos y jeringas) y tipos de adsorbentes (los maacutes comunes carboacuten activo aluacutemina siacutelica gel

silicato de magnesio siacutelices enlazadas y poliacutemeros como por ejemplo estinero-divinilbenceno) o la facilidad de

automatizacioacuten y acoplamiento con otras teacutecnicas como por ejemplo una conexioacuten directa con un sistema de

Figura I4 Fundamentos teoacutericos de la LLE [25]

11

Capiacutetulo I Introduccioacuten

cromatografiacutea este meacutetodo le fue ganando terreno a la LLE Otra ventaja muy importante de la SPE frente a la

LLE es la disminucioacuten en la cantidad de disolvente orgaacutenico empleada Cada vez se va innovando maacutes sobre esta

teacutecnica llegando a encontrarse fases adsorbentes formadas por poliacutemeros capaces de retener en un uacutenico

cartucho un amplio abanico de analitos lipofiacutelicos o hidrofoacutebicos aacutecidos baacutesicos o neutros [26]

El fundamento de esta extraccioacuten como se puede en la Figura I6

consiste en cuatro etapas acondicionamiento adiccioacuten de muestra

retencioacuten y elucioacuten de los analitos de intereacutes En primer lugar antes

de empezar la extraccioacuten se requiere una etapa de acondicionamiento

para preparar el adsorbente haciendo pasar un poco de disolvente

para asiacute interaccionar mejor con la muestra Luego se hace pasar la

muestra liacutequida por la fase soacutelida Idealmente el adsorbente retiene

los analitos selectivamente a medida que va pasando la muestra y la

matriz pasa sin ser retenida Por uacuteltimo los analitos se eluyen del

adsorbente con un disolvente con el que tenga mayor afinidad [27]

23 Teacutecnicas de microextraccioacuten

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)

En la microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME) se utilizan fibras de siacutelice fundida revestidas con un poliacutemero en un

disentildeo en forma de jeringa para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes El principio por el que se rige esta

extraccioacuten es el reparto del analito entre la matriz de la muestra y el revestimiento de la fibra mediante un proceso

no competitivo Se trata de un meacutetodo que cuenta con muchas ventajas ya que se elimina completamente el uso de

disolventes y aparte no son necesarios voluacutemenes de muestra grandes pero tambieacuten cuenta con algunas

desventajas ya que tanto la capacidad como la sensibilidad se ven limitadas [29]

En la figura I7 podemos ver las etapas de la extraccioacuten En un

vial cerrado con una caacutepsula y un seacuteptum tenemos la muestra

liacutequida o bien soacutelida que contenga los analitos de intereacutes

volaacutetiles Con la jeringa se perfora el seacuteptum y una vez dentro

se acciona el eacutembolo para la exposicioacuten de la fibra con los

analitos introducieacutendola en la muestra liacutequida o en su defecto

en el espacio de cabeza para la extraccioacuten de analitos volaacutetiles

de una muestra soacutelida Despueacutes de la extraccioacuten dentro del vial

Figura I6 Etapas de una SPE [28]

Figura I7 Etapas de una SPME [30]

12

Capiacutetulo I Introduccioacuten

la fibra se introduce de nuevo en la jeringa y se retira del vial [27]

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)

La microextraccioacuten en fase liacutequida se desarrolloacute como una alternativa a la LLE para la reduccioacuten en la cantidad de

disolventes orgaacutenicos siendo rentable tanto para el medioambiente como econoacutemicamente Entre las modalidades

maacutes populares de esta teacutecnica se encuentran microextraccioacuten con gota suspendida (SDME) y microextraccioacuten

liacutequido-liacutequido dispersiva (DLLME) En la SDME una gota de disolvente orgaacutenico es expuesta al espacio de

cabeza situado sobre una muestra en un vial dicha gota es suspendida del extremo de una microjeringa Por otro

lado la DLLME sobre una muestra acuosa se inyecta un pequentildeo volumen de una mezcla de disolventes en la

cual es dispersada formando una solucioacuten en la que se establece el equilibrio El disolvente de extraccioacuten debe

presentar una densidad inferior a la de la muestra para facilitar su recuperacioacuten normalmente despueacutes de

centrifugar el vial doacutende se realiza la extraccioacuten [31]

24 QuEChERS

La extraccioacuten QuEChERS de las palabras en ingleacutes Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe es un meacutetodo

de extraccioacuten que se desarrolloacute entre 2000 y 2002 para el anaacutelisis de pesticidas Como su nombre indica raacutepido

faacutecil barato eficaz robusto y seguro son las principales

caracteriacutesticas de esta preparacioacuten de muestra Se realiza en dos

etapas en primer lugar una extraccioacuten simple y una segunda fase

de purificacioacuten En la primera etapa tenemos el vial con la

muestra en el cual se antildeade un disolvente generalmente

acetonitrilo para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes en

presencia de diferentes sales (en el meacutetodo original se utiliza

sulfato de magnesio y cloruro de sodio) para facilitar la separacioacuten

de las fases En la segunda parte se realiza la purificacioacuten de la

fraccioacuten del extracto orgaacutenico Para eso se lleva a cabo una

limpieza de los analitos eliminando el agua y los compuestos

presentes en la matriz de la muestra empleando un adsorbente PSA (amina primaria y secundaria) C18 carboacuten

negro grafitizado (GCB) o una combinacioacuten de eacutestas [32]

Figura I8 Etapas de QuEChERS [33]

13

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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53

Page 7: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

Capitulo I Introduccioacuten

CAPIacuteTULO I INTRODUCCIOacuteN

1 FITOSANITARIOS

11 Tipos de fitosanitarios empleados en viticultura

De acuerdo con el Ministerio de Agricultura y Pesca Alimentacioacuten y Medio Ambiente los fitosanitarios se definen

como una o varias sustancias activas u otros ingredientes conformando una mezcla con el fin de proteger los

productos de origen vegetal de organismos nocivos tanto de tipo vegetal como animal que conforman plagas

Dentro de estos fitosanitarios tambieacuten se encuentran las sustancias que destruyen regulan o inhiben la

germinacioacuten de las plantas pero no se contemplan dentro de este grupo vacunas medicamentos y antibioacuteticos

para uso humano o veterinario o agentes utilizados en el control bioloacutegico Los productos fitosanitarios ayudan a

asegurar una buena calidad en los alimentos asiacute como contribuyen al aumento de los rendimientos en la

agricultura [1]

Seguacuten la OMS (Organizacioacuten Mundial de la Salud) los fitosanitarios se pueden clasificar atendiendo a los

organismos a los que esteacuten destinados siendo estos insectos (insecticidas) aacutecaros (acaricidas) moluscos

(molusquicidas) roedores (rodenticidas o raticidas) hongos (fungicidas) gusanos y larvas (nematicidas) malas

hierbas (herbicidas) bacterias (antibioacuteticos pero sin comprender los de uso humano y bactericidas) y otras formas

de vida perjudiciales para la salud puacuteblica y tambieacuten para la agricultura consideradas como plagas animales o

vegetales que puedan ser generadas durante la produccioacuten almacenamiento transporte distribucioacuten y elaboracioacuten

de productos agriacutecolas y sus derivados Actualmente no se puede pensar en un cultivo racional sin el uso de alguacuten

tipo de pesticida ya que la peacuterdida de cosechas en todo el mundo debido a causa de insectos enfermedades de las

plantas y malas hierbas es equivalente a un tercio de la produccioacuten total [2] [3]

Para el estudio de los productos de fitosanitarios en vino nos centraremos solamente en los tres tipos maacutes

importantes en eacuteste aacuterea herbicidas insecticidas y sobre todo fungicidas

Los herbicidas son sustancias destinadas a destruir las malas hierbas cuyo meacutetodo de accioacuten es la interferencia

en los procesos bioquiacutemicos como la fotosiacutentesis que tienen lugar en el sistema vivo de eacutestas Generalmente se

aplican en solucioacuten o suspensioacuten acuosa en forma de nube de pequentildeas gotas dirigidas hacia el objetivo de la

aplicacioacuten Los herbicidas ofrecen los medios maacutes efectivos para el control de las plagas siendo en los paiacuteses

industrializados aplicados sobre el 85-100 de todos los cultivos principales Este tipo de sustancias son

propensas a la descomposicioacuten por microbios plantas y animales y no son comunes los problemas de residuos de

herbicidas si se utilizan de acuerdo a las instrucciones de las etiquetas [4] A pesar de todos los beneficios que nos

aportan un mal uso de estos puede convertirse en un serio problema ya que toda sustancia quiacutemica usada en

3

Capiacutetulo I Introduccioacuten

agricultura puede provocar un efecto negativo en el ambiente si es utilizada en altas dosis El uso prolongado de

un mismo herbicida puede causar problemas de resistencia de malezas fenoacutemeno que consiste en la aparicioacuten de

biotipos tolerantes de una especie la cual anteriormente era controlada por el herbicida [5]

Por otro lado los insecticidas son fitosanitarios destinados a controlar el ataque de insectos y para eso existen

distintos caminos a traveacutes de los que pueden actuar siendo envenenamiento por contacto en doacutende el insecticida

penetra a traveacutes de la cutiacutecula del insecto hasta alcanzar el sitio activo envenenamiento oral en doacutende el

insecticida es ingerido y absorbido a traveacutes del intestino o tambieacuten por fumigaciones en doacutende el insecticida

penetra en el cuerpo del insecto a traveacutes de los espiraacuteculos del sistema respiratorio Pero al igual que pasa con los

herbicidas los insectos tambieacuten desarrollan resistencia a los insecticidas debido al contacto continuo con estos

Esta resistencia puede ser expresada por varios caminos que el insecto no entre en contacto con la deposicioacuten del

insecticida que se modifique la composicioacuten del exoesqueleto inhibiendo asiacute la penetracioacuten del insecticida la

modificacioacuten del sitio activo para el fitosanitario reduciendo la sensibilidad a la forma activa del insecticida o que

la viacutea metaboacutelica del insecto se modifique negando el metabolismo del compuesto aplicado en su forma toacutexica

[6] Aunque por lo general otros aspectos de la agricultura moderna tienen un mayor impacto en el medio

ambiente los insecticidas se encuentran entre las herramientas agriacutecolas que estaacuten maacutes asociadas con el dantildeo

ambiental Su objetivo especiacutefico es matar a plagas de insectos por lo que puede que tenga un impacto letal en

organismos que no son su objetivo [7]

Por uacuteltimo los fungicidas estaacuten destinados tanto a combatir las plagas de hongos como a combatir las

enfermedades fungosas de las plantas ya sea matando retrasando el desarrollo o inhibiendo la reproduccioacuten de

los hongos Los fungicidas en general se dividen atendiendo al modo de accioacuten de eacutestos en fungicidas de

contacto fungicidas penetrantes o fungicidas sistemaacuteticos

Los fungicidas de contacto protegen uacutenicamente el sitio de aplicacioacuten contra las plagas quedando en el exterior de

la planta de eacutesta manera sin penetrar en el tejido vegetal forman una peliacutecula protectora Cuando alguna espora

de un hongo llega a su superficie se encuentra con esa peliacutecula que le impide penetrar o en su defecto germinar

En el caso de que atraviesen el tejido vegetal bien sea por una alta dosis o por una rotura en las paredes de la

planta se convierten en un producto toacutexico para ella llegando a quemarla

Otro tipo de fungicidas los fungicidas penetrantes como su nombre indica se introducen en el tejido vegetal y

una vez dentro cuentan con muy poca movilidad es decir no circulan por los vasos conductores Al tener la

capacidad de entrar en la planta pueden combatir a los hongos que ya se encuentren dentro de eacutesta pero no

pueden ser toacutexicos para ella porque de lo contrario la dantildeariacutean

Por uacuteltimo nos encontramos con los fungicidas sistemaacuteticos Este tipo de fungicidas actuacutean protegiendo a la

planta contra las plagas en distintas zonas por transfusioacuten del fitosanitario dentro de la misma Esto sucede porque

penetran en el tejido vegetal y circulan por ella a traveacutes de la corriente de los vasos conductores

El meacutetodo de accioacuten de los fungicidas se basa en interferir en el metabolismo de los hongos ya sea por un

4

Capiacutetulo I Introduccioacuten

ataque en la produccioacuten de energiacutea la inhibicioacuten de la mitosis o inhibiendo la formacioacuten de quitina que se trata

del compuesto principal de la pared celular de los hongos y que por ende influye en la permeabilidad de la

membrana [8] [9]

Las enfermedades fuacutengicas fundamentales que nos podemos encontrar en las uvas de la vid son la botritis el oiacutedio

y el mildium las cuales pueden llegar a causar peacuterdidas importantes en viticultura

La enfermedad de la botritis tambieacuten llamada moho gris estaacute causada

por el hongo Botrytis cineacuterea y se puede encontrar en todo el mundo

infectando a un amplio nuacutemero de plantas Se trata de uno de los

patoacutegenos fuacutengicos maacutes interesantes debido a que puede vivir tanto

de forma patoloacutegica produciendo la enfermedad como

alimentaacutendose de materia orgaacutenica en descomposicioacuten La accioacuten

fuacutengica del hongo se lleva a cabo cuando las uvas empiezan a

acumular azuacutecar pudiendo ser muy devastador en algunas

condiciones sobre todo en cultivos empapados por la lluvia o

localizados en un ambiente huacutemedo y con viento produciendo la peacuterdida de los racimos de uvas que son

infectados O por el contrario en otro tipo de condiciones ambientales de sequedad despueacutes de unas

condiciones de humedad dicho hongo le confiere beneficios a ciertos tipos de vino blanco [10]

El oiacutedio es una enfermedad causada por la especie Uncinula necator la cual afecta tanto al rendimiento como a la

calidad de las uvas y altera las cualidades de sus derivados vino mosto etc El proceso de infeccioacuten del oiacutedio

tiene lugar siguiendo un ciclo de reproduccioacuten en las distintas estaciones del antildeo El riesgo de infeccioacuten viene

dado en funcioacuten de la temperatura oacuteptima entre 25-30ordmC humedad del ambiente en el que se encuentre y

tambieacuten en funcioacuten de la temporada siendo maacutes resistentes los racimos de uvas a medida que van madurando El

hongo afecta a todas las parte de la vid hojas tallo y racimos las cuales presentan siacutentomas distintos Las hojas se

vuelven de un color amarillento y se cubren de un polvo fino blanco grisaacuteceo En el tallo el oiacutedio se manifiesta a

traveacutes de manchas difuminadas con coloracioacuten inicial verde oscuro volvieacutendose cada vez maacutes oscuras al final y si

ocurre un ataque fuerte puede desembocar en que el tallo se acabe secando y por consiguiente disminuye la

produccioacuten Pero el ataque maacutes fuerte se produce en los racimos empezando por cubrirse del polvillo blanco

grisaacuteceo y continuando con que el oiacutedio detiene el crecimiento de la piel de la uva con la consecuencia que la uva

se agrieta Esta enfermedad produce unos dantildeos directos en la cantidad y calidad de la cosecha y si no se toman

medidas de prevencioacuten las peacuterdidas pueden llegar a ser totales [12] [13]

Figura I1Enfermedad de botritis en un racimo de uvas [11]

Figura I2 Enfermedad del oiacutedio en hoja tallo y racimo de izquierda a derecha [14] 5

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo el mildium o mildiu es una enfermedad producida por el hongo Plasmopara vitiacutecola considerada como

una de las peores enfermedades del cultivo siempre y cuando esteacuten en las condiciones ambientales favorables para

su desarrollo Dichas condiciones oacuteptimas para la propagacioacuten de la enfermedad son las lluvias al amanecer o al

anochecer con una temperatura en un rango de 20-25 ordmC El periacuteodo sensible de la vegetacioacuten de la vintildea es a

partir de una longitud de 10 cm en adelante siendo maacutexima en el periacuteodo de mayor crecimiento de la planta Por

otro lado la sensibilidad del racimo empieza desde su formacioacuten hasta que las uvas al florecer alcanzan el tamantildeo

similar al de un guisante pero de ahiacute en adelante la sensibilidad se ve disminuida Dicho hongo cuenta con un

ciclo reproductivo abarcando varias fases desde la fase de contaminacioacuten siendo el principio hasta la fase de pro-

pagacioacuten Afecta a todos los oacuterganos verdes de la vid y sus siacutentomas son variados en las distintas zonas de eacutesta

En las caras de las hojas aparecen unas manchas amarillentas en los racimos cuando se aproxima la floracioacuten los

que se encuentran infectados se curvan secaacutendose y cubrieacutendose de una pelusa blanquecina y cuando alcanzan el

tamantildeo de un guisante en adelante las uvas de los racimos afectados se van oscureciendo y secando sin que apa-

rezca la fructificacioacuten del hongo ademaacutes de oscurecerse el tallo [15]

12 Estructura propiedades fiacutesico-quiacutemicas y clasificacioacuten

En este trabajo nos centramos en estudiar los residuos de veintitreacutes fitosanitarios tipo fungicida principalmente

aunque tambieacuten alguacuten residuo tipo insecticida Las caracteriacutesticas maacutes importantes de dichos compuestos seraacuten

recogidas en la Tabla I1 que incluye estructuras clasificacioacuten (se ha usado el acroacutenimo ldquoFrdquo en caso de ser

fungicidas e ldquoIrdquo en caso de ser insecticidas) y propiedades fiacutesico-quiacutemicas Las propiedades fiacutesico-quiacutemicas que

pueden resultar maacutes relevantes para este estudio son el pKa ya que la mayoriacutea se trata de compuestos baacutesicos

aunque se encuentre alguacuten aacutecido deacutebil como es por ejemplo el Fenhexamid y Kow describiendo el coeficiente de

reparto entre octanolagua empleado para medir el grado de hidrofobidad que proporciona una estimacioacuten de

la posible distribucioacuten del analito entre materia orgaacutenica y agua

Figura I3 Enfermedad del mildium en la imagen de la izquierda coacutemo afecta a las hojas imagen central coacutemo

afecta a los racimos cuaacutendo estaacuten infectados al comenzar la floracioacuten y en la imagen de la derecha coacutemo afecta a

los racimos en doacutende las uvas tienen tamantildeo mayor al de un guisante [16]

6

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Ametoctradin

(AME)

5-ethyl-6-

octyl[124]triazolo[15-

a]pyrimidin-7-amine

C15H25N5 865318-97-4 F 440 278

Benalaxyl

(BEN)

Methyl-N-(phenylacetyl)-N-

(26-xylyl)-D-alaninate C20H23NO3 98243-83-5 F 368 -

Boscalid

(BOS)

2-Chloro-N-(4rsquo-

chlorobiphenyl-2-yl)-

nicotinamide

C18H12Cl2N2O 188425-85-6 F 296 -

Carbendazim

(CAR)

Methyl 2-benzimidazole

carbamate C9H9N3O2 10605-21-7 F 148 420

Cyprodinil

(CYP)

4-Cyclopropyl-6-methyl-N-

phenilpyrimidin-2-amine C14H15N3 121552-61-2 F 400 309

Dimethomorph

(DIM)

(2E)-3-(4-chlorophenyl)-3-(34-

dimethoxyphenyl)-1-

(morpholin-4-yl)prop-2-en-1-

one

C21H22ClNO4 110488-70-5 F 268 -13

Fenhexamid

(FEH)

N-(23-dichloro-4-

hydroxyphenyl)-1-methyl-

cyclohexanecarboxamide

C14H17Cl2NO2 126833-17-8 F 351 73

Fenpropidin

(FEP)

1-[(RS)-3-(4-tert-butylphenyl)-

2-methylpropyl]piperidine C19H31N 67306-00-7 F 26 1013

Fluopicolid

(FLU)

26-dichloro-N-[3-chloro-5-

(trifluoromethyl)-2-

pyridylmethyl]benzamide

C14H8Cl3F3N2O 239110-15-7 F 29 -

Imidacloprid

(IMI)

(E)-1-(6-chloro-3-

pyridylmethyl)-N-

nitroimidazolidin-2-

ylideneamine

C9H10ClN5O2 138261-41-3 I 057 -

Iprovalicarb

(IPR)

Isopropyl (S)-2-methyl-1-[1-(p-

tolyl)ethylcarbamoyl]propyl-

carbamate

C18H28N2O3 140923-17-7 F 32 -

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I1 Estructura clasificacioacuten y propiedades fiacutesico-quiacutemicas de intereacutes para los analitos de estudio

7

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Mandipropamid

(MAN)

2-(4-chlorophenyl)-N-[3-

methoxy-4-(2-

propynyloxy)phenethyl]-2-(2-

propynyloxy)acetamide

C23H22ClNO4 374726-62-2 F 32 -

Metalaxyl

(MET)

N-(26-dimethylphenyl)-N-

(methoxyacetyl)-DL-alanine

methyl ester

C15H21NO4 57837-19-1 F 175 000

Myclobutanil

(MYC)

2-(4-chlorophenyl)-2-(1H-

124-triazol-1-

ylmethyl)hexanentrile

C15H17ClN4 88671-89-0 F 289 230

Penconazol

(PEN)

1-[2-(24-

dichlorophenyl)pentyl]-1H-

124-triazole

C13H15Cl2N3 66246-88-6 F 372 151

Pyraclostrobin

(PYC)

Methyl2-[1-(4-chlorophenyl)-

1H-pyrazol-3-

yloxymethyl]phenylmetoxy-

carbamate

C19H18ClN3O4 175013-18-0 F 399 -

Pyrimethanil

(PYM)

4-6-dimethyl-N-phenyl-2-

pyrimidinamine C12H13N3 53112-28-0 F 284 352

Tebuconazol

(TEC)

1-(4-chlorophenyl)-44-

dimethyl-3-(1H-124-triazol-1-

ylmethyl)-3-pentanol

C16H22ClN3O 107534-96-3 F 370 500

Tebufenozid

(TEF)

35-dimethylbenzoic acid 1-

(11-dimethylethyl)-2-(4-

ethylbenzoyl)hidrazide

C22H28N2O2 112410-23-8 I 425 -

Thiabendazol

(TBZ)

2-(13-thiazol-4-yl)-1H-

benzimidazole C10H7N3S 148-79-8 F 239 473

Thiamethoxam

(TME)

3-[(2-chloro-5-

thiazolyl)methyl]tetrahydro-5-

methyl-N-nitro-4H-135-

oxadiazin-4-imine

C8H10ClN5O3S 153719-23-4 I -013 -

Thiophanate-

methyl

(THI-M)

DimethylNNrsquo-[12-

phenylenebis(azanediylcarbono

thioyl)] dicarbamate

C12H14N4O4S2 23564-05-8 F 145 728

Triadimenol

(TRI)

1-(4-chlorophenoxy)-33-

dimethyl-1-(1H-124-triazol-1-

yl)-2-butanol

C14H18ClN3O2 55219-65-3 F 318

-

ordf Valores para la forma neutra 8

Capiacutetulo I Introduccioacuten

13 Toxicidad de los pesticidas

En los uacuteltimos antildeos el uso indiscriminado de pesticidas de siacutentesis en agricultura ha creado graves problemas de

salud y medioambientales ya que su uso debido al aumento de la poblacioacuten y por consiguiente de la actividad

agraria se ha incrementado considerablemente Durante las tres uacuteltimas deacutecadas una estimacioacuten dada por la

Organizacioacuten Mundial de la Salud y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente revela que

aproximadamente cerca de 20000 personas al antildeo mueren generalmente agricultores por exposicioacuten continuada

a alguno de estos toacutexicos En la mayoriacutea de los casos los agricultores utilizan los pesticidas de forma que las

cantidades se desviacutean significativamente de las recomendadas ya que asocian cantidades maacutes altas con mayor

efectividad y velocidad de accioacuten El mal uso de dichos toacutexicos se ve en los signos presentes en los ecosistemas

afectados pudiendo llegar a ser perjudiciales para la salud humana Estos riesgos que causan tanto en la salud

como en el medioambiente pueden ser reducidos o en su defecto evitados mediante la educacioacuten sobre este tipo

de toacutexicos con el fin de frenar su uso excesivo y descontrolado [17]

Desde el punto de vista medioambiental los fitosanitarios empleados en un cultivo pueden persistir en los

distintos medios tierra aire o agua y afectar tanto a ecosistemas terrestres como acuaacuteticos En los sistemas

terrestres los suelos son contaminados mediante la aplicacioacuten del toacutexico de forma directa o como deposicioacuten del

resultado de una suspensioacuten aeacuterea Eacutestos pueden persistir desde varios diacuteas hasta varios antildeos ya que el suelo

retiene y moviliza el toacutexico despueacutes de su emisioacuten Los que persisten maacutes tiempo en el medioambiente tienen una

mayor probabilidad de interaccionar con otros elementos del sistema y si su vida media es mayor a la frecuencia

con la que se aplica el pesticida tienden a acumularse tanto en el suelo como en las especies que habitan en eacutel Por

otro lado el agua es contaminada por pesticidas bien por aplicacioacuten directa por estar presentes en las

precipitaciones de la atmoacutesfera o bien por la movilidad que tienen desde el suelo Tanto los pesticidas solubles

como los insolubles interaccionan con los ecosistemas acuaacuteticos los hidrosolubles persisten maacutes tiempo

solubilizados en agua mientras que los otros se asocian a los sedimentos y se concentran en las especies que

habitan el medio acuaacutetico [18]

Como consecuencia de la amplia distribucioacuten de los toacutexicos en aire suelo y agua se produce una acumulacioacuten de

ellos en los elementos que contribuyen a la alimentacioacuten humana ya que su amplio uso hace que el contacto con

los plaguicidas por parte de personas y animales sea inevitable La contaminacioacuten de los alimentos se puede

presentar por aplicacioacuten directa de los pesticidas el uso de eacutestos durante el manejo transporte y almacenamiento

de los productos comestibles o por su acumulacioacuten en la cadena troacutefica Son bioacumulables en el organismo

debido a su caraacutecter lipofiacutelico lo que les confiere una vida media en los tejidos larga La exposicioacuten a pesticidas

persistentes no tiene la misma repercusioacuten en cada uno de los individuos expuestos sino que se considera criacutetica la

exposicioacuten durante la etapas embrionaria fetal y primeros antildeos de vida en doacutende se transmite de madres a hijos

mediante la gestacioacuten y la lactancia como resultado de la acumulacioacuten en el tejido graso de la madre [19]

9

Capiacutetulo I Introduccioacuten

14 Legislacioacuten

El aumento del uso de fitosanitarios en actividades relacionadas con la produccioacuten de alimentos para consumo

humano o animal tambieacuten desembocoacute en una preocupacioacuten social debido a su toxicidad y bioacumulacioacuten En

respuesta la Organizacioacuten de las Naciones Unidas para la Alimentacioacuten y la Agricultura (FAO) en colaboracioacuten

con la Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS) pusieron en marcha un programa Codex Alimentarius cuyo

objetivo a traveacutes de sus normas y coacutedigos de praacutecticas alimentarias internacionales es garantizar la calidad e

inocuidad de los alimentos que estaacuten al alcance de cualquier persona Con estas normas internacionales los

consumidores pueden confiar en la calidad de los alimentos independientemente de su origen geograacutefico [20]

Todos los alimentos destinados al consumo humano o animal en la Unioacuten Europea estaacuten sujetos a un liacutemite

maacuteximo de residuos de plaguicidas para la proteccioacuten de la salud humana y animal Actualmente en lo referente a

legislacioacuten para el control de la cantidad del toacutexico en la uva estaacute vigente el Reglamento 3962005 del Parlamento

Europeo y del Consejo de 23 de febrero de 2005 referido a la regulacioacuten de los liacutemites maacuteximos de residuos de

plaguicidas en alimentos y piensos de origen vegetal y animal El liacutemite maacuteximo de residuos (LMR) se define co-

mo el nivel maacutes alto de un residuo de un pesticida que se tolera de manera legal sobre los alimentos o piensos

cuando se aplican correctamente Las cantidades de residuos que se encuentren deben ser lo maacutes bajas posible

para garantizar la seguridad en la alimentacioacuten de los consumidores Dichos liacutemites maacuteximos de residuos estaacuten

fijados por la Comisioacuten Europea pudieacutendose encontrar en su base de datos LMR [21]

A continuacioacuten en la Tabla I2 se resumen los LMRs de los compuestos de este estudio en uvas de vinificacioacuten

en unidades de mgkg de uva En el caso del vino no hay legislacioacuten en lo referente a estos pesticidas solamente

la recomendacioacuten de no superar el 10 del valor del LMR en uva

Compuesto LMRs (mgkg uva) Compuesto LMRs (mgkg uva)

AME 6 MET 1

BEN 03 MYC 1

BOS 5 PEN 02

CAR 05 PYC 2

CYP 3 PYM 5

DIM 3 TEC 1

FEH 15 TEF 3

FEP 001 TBZ 005

FLU 2 TME 04

IMI 1 THI-M 3

IPR 2 TRI 2

MAN 2

Tabla I2 Liacutemites maacuteximos de residuos permitidos para los compuestos estudiados en uvas

10

Capiacutetulo I Introduccioacuten

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS A MUESTRAS DE VINO

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)

Se entiende por extraccioacuten liacutequido-liacutequido al meacutetodo mediante el cual un analito de intereacutes se separa por el

contacto con otra fase en la cual tiene mayor afinidad de la matriz en la que se halle Los procesos de extraccioacuten

implican dos fases y requieren tres pasos sucesivos mezcla de materia prima y disolvente separacioacuten de las dos

fases despueacutes del contacto y eliminacioacuten del disolvente que contiene el analito [22]

La extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE) se basa en la distribucioacuten

de un analito entre dos fases liacutequidas inmiscibles en las

cuales analito y matriz tienen solubilidades diferentes

Principalmente una de las fases es un medio acuoso en

general se trata de la muestra y la otra un disolvente

orgaacutenico La selectividad y eficacia de este meacutetodo vienen

determinadas por la eleccioacuten del disolvente y por los factores

que pueden afectar al proceso de equilibrio (pH adiccioacuten de

sales neutras en la fase acuosa para reducir la solubilidad del

analito etc) [23] Esta teacutecnica permite llevar a cabo extracciones para un rango muy amplio de analitos siendo

una de las maacutes antiguas para la preparacioacuten de muestras en el anaacutelisis cualitativo y cuantitativo Ofrece grandes

capacidades de muestreo lineal y cuenta con la ventaja de la cantidad de informacioacuten existente sobre este meacutetodo

[24]

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

En 1978 aparecieron los primeros cartuchos desechables para la extraccioacuten en fase soacutelida y actualmente casi 40

antildeos despueacutes la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) es la teacutecnica de preparacioacuten de muestras maacutes empleada en los

laboratorios Es una teacutecnica de preparacioacuten y tratamiento de muestras que se basa en la retencioacuten en una fase

adsorbente del analito de intereacutes presente en una muestra liacutequida que pasa a traveacutes de ella Debido a la variedad de

formatos (discos cartuchos y jeringas) y tipos de adsorbentes (los maacutes comunes carboacuten activo aluacutemina siacutelica gel

silicato de magnesio siacutelices enlazadas y poliacutemeros como por ejemplo estinero-divinilbenceno) o la facilidad de

automatizacioacuten y acoplamiento con otras teacutecnicas como por ejemplo una conexioacuten directa con un sistema de

Figura I4 Fundamentos teoacutericos de la LLE [25]

11

Capiacutetulo I Introduccioacuten

cromatografiacutea este meacutetodo le fue ganando terreno a la LLE Otra ventaja muy importante de la SPE frente a la

LLE es la disminucioacuten en la cantidad de disolvente orgaacutenico empleada Cada vez se va innovando maacutes sobre esta

teacutecnica llegando a encontrarse fases adsorbentes formadas por poliacutemeros capaces de retener en un uacutenico

cartucho un amplio abanico de analitos lipofiacutelicos o hidrofoacutebicos aacutecidos baacutesicos o neutros [26]

El fundamento de esta extraccioacuten como se puede en la Figura I6

consiste en cuatro etapas acondicionamiento adiccioacuten de muestra

retencioacuten y elucioacuten de los analitos de intereacutes En primer lugar antes

de empezar la extraccioacuten se requiere una etapa de acondicionamiento

para preparar el adsorbente haciendo pasar un poco de disolvente

para asiacute interaccionar mejor con la muestra Luego se hace pasar la

muestra liacutequida por la fase soacutelida Idealmente el adsorbente retiene

los analitos selectivamente a medida que va pasando la muestra y la

matriz pasa sin ser retenida Por uacuteltimo los analitos se eluyen del

adsorbente con un disolvente con el que tenga mayor afinidad [27]

23 Teacutecnicas de microextraccioacuten

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)

En la microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME) se utilizan fibras de siacutelice fundida revestidas con un poliacutemero en un

disentildeo en forma de jeringa para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes El principio por el que se rige esta

extraccioacuten es el reparto del analito entre la matriz de la muestra y el revestimiento de la fibra mediante un proceso

no competitivo Se trata de un meacutetodo que cuenta con muchas ventajas ya que se elimina completamente el uso de

disolventes y aparte no son necesarios voluacutemenes de muestra grandes pero tambieacuten cuenta con algunas

desventajas ya que tanto la capacidad como la sensibilidad se ven limitadas [29]

En la figura I7 podemos ver las etapas de la extraccioacuten En un

vial cerrado con una caacutepsula y un seacuteptum tenemos la muestra

liacutequida o bien soacutelida que contenga los analitos de intereacutes

volaacutetiles Con la jeringa se perfora el seacuteptum y una vez dentro

se acciona el eacutembolo para la exposicioacuten de la fibra con los

analitos introducieacutendola en la muestra liacutequida o en su defecto

en el espacio de cabeza para la extraccioacuten de analitos volaacutetiles

de una muestra soacutelida Despueacutes de la extraccioacuten dentro del vial

Figura I6 Etapas de una SPE [28]

Figura I7 Etapas de una SPME [30]

12

Capiacutetulo I Introduccioacuten

la fibra se introduce de nuevo en la jeringa y se retira del vial [27]

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)

La microextraccioacuten en fase liacutequida se desarrolloacute como una alternativa a la LLE para la reduccioacuten en la cantidad de

disolventes orgaacutenicos siendo rentable tanto para el medioambiente como econoacutemicamente Entre las modalidades

maacutes populares de esta teacutecnica se encuentran microextraccioacuten con gota suspendida (SDME) y microextraccioacuten

liacutequido-liacutequido dispersiva (DLLME) En la SDME una gota de disolvente orgaacutenico es expuesta al espacio de

cabeza situado sobre una muestra en un vial dicha gota es suspendida del extremo de una microjeringa Por otro

lado la DLLME sobre una muestra acuosa se inyecta un pequentildeo volumen de una mezcla de disolventes en la

cual es dispersada formando una solucioacuten en la que se establece el equilibrio El disolvente de extraccioacuten debe

presentar una densidad inferior a la de la muestra para facilitar su recuperacioacuten normalmente despueacutes de

centrifugar el vial doacutende se realiza la extraccioacuten [31]

24 QuEChERS

La extraccioacuten QuEChERS de las palabras en ingleacutes Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe es un meacutetodo

de extraccioacuten que se desarrolloacute entre 2000 y 2002 para el anaacutelisis de pesticidas Como su nombre indica raacutepido

faacutecil barato eficaz robusto y seguro son las principales

caracteriacutesticas de esta preparacioacuten de muestra Se realiza en dos

etapas en primer lugar una extraccioacuten simple y una segunda fase

de purificacioacuten En la primera etapa tenemos el vial con la

muestra en el cual se antildeade un disolvente generalmente

acetonitrilo para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes en

presencia de diferentes sales (en el meacutetodo original se utiliza

sulfato de magnesio y cloruro de sodio) para facilitar la separacioacuten

de las fases En la segunda parte se realiza la purificacioacuten de la

fraccioacuten del extracto orgaacutenico Para eso se lleva a cabo una

limpieza de los analitos eliminando el agua y los compuestos

presentes en la matriz de la muestra empleando un adsorbente PSA (amina primaria y secundaria) C18 carboacuten

negro grafitizado (GCB) o una combinacioacuten de eacutestas [32]

Figura I8 Etapas de QuEChERS [33]

13

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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51

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53

Page 8: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

Capiacutetulo I Introduccioacuten

agricultura puede provocar un efecto negativo en el ambiente si es utilizada en altas dosis El uso prolongado de

un mismo herbicida puede causar problemas de resistencia de malezas fenoacutemeno que consiste en la aparicioacuten de

biotipos tolerantes de una especie la cual anteriormente era controlada por el herbicida [5]

Por otro lado los insecticidas son fitosanitarios destinados a controlar el ataque de insectos y para eso existen

distintos caminos a traveacutes de los que pueden actuar siendo envenenamiento por contacto en doacutende el insecticida

penetra a traveacutes de la cutiacutecula del insecto hasta alcanzar el sitio activo envenenamiento oral en doacutende el

insecticida es ingerido y absorbido a traveacutes del intestino o tambieacuten por fumigaciones en doacutende el insecticida

penetra en el cuerpo del insecto a traveacutes de los espiraacuteculos del sistema respiratorio Pero al igual que pasa con los

herbicidas los insectos tambieacuten desarrollan resistencia a los insecticidas debido al contacto continuo con estos

Esta resistencia puede ser expresada por varios caminos que el insecto no entre en contacto con la deposicioacuten del

insecticida que se modifique la composicioacuten del exoesqueleto inhibiendo asiacute la penetracioacuten del insecticida la

modificacioacuten del sitio activo para el fitosanitario reduciendo la sensibilidad a la forma activa del insecticida o que

la viacutea metaboacutelica del insecto se modifique negando el metabolismo del compuesto aplicado en su forma toacutexica

[6] Aunque por lo general otros aspectos de la agricultura moderna tienen un mayor impacto en el medio

ambiente los insecticidas se encuentran entre las herramientas agriacutecolas que estaacuten maacutes asociadas con el dantildeo

ambiental Su objetivo especiacutefico es matar a plagas de insectos por lo que puede que tenga un impacto letal en

organismos que no son su objetivo [7]

Por uacuteltimo los fungicidas estaacuten destinados tanto a combatir las plagas de hongos como a combatir las

enfermedades fungosas de las plantas ya sea matando retrasando el desarrollo o inhibiendo la reproduccioacuten de

los hongos Los fungicidas en general se dividen atendiendo al modo de accioacuten de eacutestos en fungicidas de

contacto fungicidas penetrantes o fungicidas sistemaacuteticos

Los fungicidas de contacto protegen uacutenicamente el sitio de aplicacioacuten contra las plagas quedando en el exterior de

la planta de eacutesta manera sin penetrar en el tejido vegetal forman una peliacutecula protectora Cuando alguna espora

de un hongo llega a su superficie se encuentra con esa peliacutecula que le impide penetrar o en su defecto germinar

En el caso de que atraviesen el tejido vegetal bien sea por una alta dosis o por una rotura en las paredes de la

planta se convierten en un producto toacutexico para ella llegando a quemarla

Otro tipo de fungicidas los fungicidas penetrantes como su nombre indica se introducen en el tejido vegetal y

una vez dentro cuentan con muy poca movilidad es decir no circulan por los vasos conductores Al tener la

capacidad de entrar en la planta pueden combatir a los hongos que ya se encuentren dentro de eacutesta pero no

pueden ser toacutexicos para ella porque de lo contrario la dantildeariacutean

Por uacuteltimo nos encontramos con los fungicidas sistemaacuteticos Este tipo de fungicidas actuacutean protegiendo a la

planta contra las plagas en distintas zonas por transfusioacuten del fitosanitario dentro de la misma Esto sucede porque

penetran en el tejido vegetal y circulan por ella a traveacutes de la corriente de los vasos conductores

El meacutetodo de accioacuten de los fungicidas se basa en interferir en el metabolismo de los hongos ya sea por un

4

Capiacutetulo I Introduccioacuten

ataque en la produccioacuten de energiacutea la inhibicioacuten de la mitosis o inhibiendo la formacioacuten de quitina que se trata

del compuesto principal de la pared celular de los hongos y que por ende influye en la permeabilidad de la

membrana [8] [9]

Las enfermedades fuacutengicas fundamentales que nos podemos encontrar en las uvas de la vid son la botritis el oiacutedio

y el mildium las cuales pueden llegar a causar peacuterdidas importantes en viticultura

La enfermedad de la botritis tambieacuten llamada moho gris estaacute causada

por el hongo Botrytis cineacuterea y se puede encontrar en todo el mundo

infectando a un amplio nuacutemero de plantas Se trata de uno de los

patoacutegenos fuacutengicos maacutes interesantes debido a que puede vivir tanto

de forma patoloacutegica produciendo la enfermedad como

alimentaacutendose de materia orgaacutenica en descomposicioacuten La accioacuten

fuacutengica del hongo se lleva a cabo cuando las uvas empiezan a

acumular azuacutecar pudiendo ser muy devastador en algunas

condiciones sobre todo en cultivos empapados por la lluvia o

localizados en un ambiente huacutemedo y con viento produciendo la peacuterdida de los racimos de uvas que son

infectados O por el contrario en otro tipo de condiciones ambientales de sequedad despueacutes de unas

condiciones de humedad dicho hongo le confiere beneficios a ciertos tipos de vino blanco [10]

El oiacutedio es una enfermedad causada por la especie Uncinula necator la cual afecta tanto al rendimiento como a la

calidad de las uvas y altera las cualidades de sus derivados vino mosto etc El proceso de infeccioacuten del oiacutedio

tiene lugar siguiendo un ciclo de reproduccioacuten en las distintas estaciones del antildeo El riesgo de infeccioacuten viene

dado en funcioacuten de la temperatura oacuteptima entre 25-30ordmC humedad del ambiente en el que se encuentre y

tambieacuten en funcioacuten de la temporada siendo maacutes resistentes los racimos de uvas a medida que van madurando El

hongo afecta a todas las parte de la vid hojas tallo y racimos las cuales presentan siacutentomas distintos Las hojas se

vuelven de un color amarillento y se cubren de un polvo fino blanco grisaacuteceo En el tallo el oiacutedio se manifiesta a

traveacutes de manchas difuminadas con coloracioacuten inicial verde oscuro volvieacutendose cada vez maacutes oscuras al final y si

ocurre un ataque fuerte puede desembocar en que el tallo se acabe secando y por consiguiente disminuye la

produccioacuten Pero el ataque maacutes fuerte se produce en los racimos empezando por cubrirse del polvillo blanco

grisaacuteceo y continuando con que el oiacutedio detiene el crecimiento de la piel de la uva con la consecuencia que la uva

se agrieta Esta enfermedad produce unos dantildeos directos en la cantidad y calidad de la cosecha y si no se toman

medidas de prevencioacuten las peacuterdidas pueden llegar a ser totales [12] [13]

Figura I1Enfermedad de botritis en un racimo de uvas [11]

Figura I2 Enfermedad del oiacutedio en hoja tallo y racimo de izquierda a derecha [14] 5

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo el mildium o mildiu es una enfermedad producida por el hongo Plasmopara vitiacutecola considerada como

una de las peores enfermedades del cultivo siempre y cuando esteacuten en las condiciones ambientales favorables para

su desarrollo Dichas condiciones oacuteptimas para la propagacioacuten de la enfermedad son las lluvias al amanecer o al

anochecer con una temperatura en un rango de 20-25 ordmC El periacuteodo sensible de la vegetacioacuten de la vintildea es a

partir de una longitud de 10 cm en adelante siendo maacutexima en el periacuteodo de mayor crecimiento de la planta Por

otro lado la sensibilidad del racimo empieza desde su formacioacuten hasta que las uvas al florecer alcanzan el tamantildeo

similar al de un guisante pero de ahiacute en adelante la sensibilidad se ve disminuida Dicho hongo cuenta con un

ciclo reproductivo abarcando varias fases desde la fase de contaminacioacuten siendo el principio hasta la fase de pro-

pagacioacuten Afecta a todos los oacuterganos verdes de la vid y sus siacutentomas son variados en las distintas zonas de eacutesta

En las caras de las hojas aparecen unas manchas amarillentas en los racimos cuando se aproxima la floracioacuten los

que se encuentran infectados se curvan secaacutendose y cubrieacutendose de una pelusa blanquecina y cuando alcanzan el

tamantildeo de un guisante en adelante las uvas de los racimos afectados se van oscureciendo y secando sin que apa-

rezca la fructificacioacuten del hongo ademaacutes de oscurecerse el tallo [15]

12 Estructura propiedades fiacutesico-quiacutemicas y clasificacioacuten

En este trabajo nos centramos en estudiar los residuos de veintitreacutes fitosanitarios tipo fungicida principalmente

aunque tambieacuten alguacuten residuo tipo insecticida Las caracteriacutesticas maacutes importantes de dichos compuestos seraacuten

recogidas en la Tabla I1 que incluye estructuras clasificacioacuten (se ha usado el acroacutenimo ldquoFrdquo en caso de ser

fungicidas e ldquoIrdquo en caso de ser insecticidas) y propiedades fiacutesico-quiacutemicas Las propiedades fiacutesico-quiacutemicas que

pueden resultar maacutes relevantes para este estudio son el pKa ya que la mayoriacutea se trata de compuestos baacutesicos

aunque se encuentre alguacuten aacutecido deacutebil como es por ejemplo el Fenhexamid y Kow describiendo el coeficiente de

reparto entre octanolagua empleado para medir el grado de hidrofobidad que proporciona una estimacioacuten de

la posible distribucioacuten del analito entre materia orgaacutenica y agua

Figura I3 Enfermedad del mildium en la imagen de la izquierda coacutemo afecta a las hojas imagen central coacutemo

afecta a los racimos cuaacutendo estaacuten infectados al comenzar la floracioacuten y en la imagen de la derecha coacutemo afecta a

los racimos en doacutende las uvas tienen tamantildeo mayor al de un guisante [16]

6

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Ametoctradin

(AME)

5-ethyl-6-

octyl[124]triazolo[15-

a]pyrimidin-7-amine

C15H25N5 865318-97-4 F 440 278

Benalaxyl

(BEN)

Methyl-N-(phenylacetyl)-N-

(26-xylyl)-D-alaninate C20H23NO3 98243-83-5 F 368 -

Boscalid

(BOS)

2-Chloro-N-(4rsquo-

chlorobiphenyl-2-yl)-

nicotinamide

C18H12Cl2N2O 188425-85-6 F 296 -

Carbendazim

(CAR)

Methyl 2-benzimidazole

carbamate C9H9N3O2 10605-21-7 F 148 420

Cyprodinil

(CYP)

4-Cyclopropyl-6-methyl-N-

phenilpyrimidin-2-amine C14H15N3 121552-61-2 F 400 309

Dimethomorph

(DIM)

(2E)-3-(4-chlorophenyl)-3-(34-

dimethoxyphenyl)-1-

(morpholin-4-yl)prop-2-en-1-

one

C21H22ClNO4 110488-70-5 F 268 -13

Fenhexamid

(FEH)

N-(23-dichloro-4-

hydroxyphenyl)-1-methyl-

cyclohexanecarboxamide

C14H17Cl2NO2 126833-17-8 F 351 73

Fenpropidin

(FEP)

1-[(RS)-3-(4-tert-butylphenyl)-

2-methylpropyl]piperidine C19H31N 67306-00-7 F 26 1013

Fluopicolid

(FLU)

26-dichloro-N-[3-chloro-5-

(trifluoromethyl)-2-

pyridylmethyl]benzamide

C14H8Cl3F3N2O 239110-15-7 F 29 -

Imidacloprid

(IMI)

(E)-1-(6-chloro-3-

pyridylmethyl)-N-

nitroimidazolidin-2-

ylideneamine

C9H10ClN5O2 138261-41-3 I 057 -

Iprovalicarb

(IPR)

Isopropyl (S)-2-methyl-1-[1-(p-

tolyl)ethylcarbamoyl]propyl-

carbamate

C18H28N2O3 140923-17-7 F 32 -

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I1 Estructura clasificacioacuten y propiedades fiacutesico-quiacutemicas de intereacutes para los analitos de estudio

7

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Mandipropamid

(MAN)

2-(4-chlorophenyl)-N-[3-

methoxy-4-(2-

propynyloxy)phenethyl]-2-(2-

propynyloxy)acetamide

C23H22ClNO4 374726-62-2 F 32 -

Metalaxyl

(MET)

N-(26-dimethylphenyl)-N-

(methoxyacetyl)-DL-alanine

methyl ester

C15H21NO4 57837-19-1 F 175 000

Myclobutanil

(MYC)

2-(4-chlorophenyl)-2-(1H-

124-triazol-1-

ylmethyl)hexanentrile

C15H17ClN4 88671-89-0 F 289 230

Penconazol

(PEN)

1-[2-(24-

dichlorophenyl)pentyl]-1H-

124-triazole

C13H15Cl2N3 66246-88-6 F 372 151

Pyraclostrobin

(PYC)

Methyl2-[1-(4-chlorophenyl)-

1H-pyrazol-3-

yloxymethyl]phenylmetoxy-

carbamate

C19H18ClN3O4 175013-18-0 F 399 -

Pyrimethanil

(PYM)

4-6-dimethyl-N-phenyl-2-

pyrimidinamine C12H13N3 53112-28-0 F 284 352

Tebuconazol

(TEC)

1-(4-chlorophenyl)-44-

dimethyl-3-(1H-124-triazol-1-

ylmethyl)-3-pentanol

C16H22ClN3O 107534-96-3 F 370 500

Tebufenozid

(TEF)

35-dimethylbenzoic acid 1-

(11-dimethylethyl)-2-(4-

ethylbenzoyl)hidrazide

C22H28N2O2 112410-23-8 I 425 -

Thiabendazol

(TBZ)

2-(13-thiazol-4-yl)-1H-

benzimidazole C10H7N3S 148-79-8 F 239 473

Thiamethoxam

(TME)

3-[(2-chloro-5-

thiazolyl)methyl]tetrahydro-5-

methyl-N-nitro-4H-135-

oxadiazin-4-imine

C8H10ClN5O3S 153719-23-4 I -013 -

Thiophanate-

methyl

(THI-M)

DimethylNNrsquo-[12-

phenylenebis(azanediylcarbono

thioyl)] dicarbamate

C12H14N4O4S2 23564-05-8 F 145 728

Triadimenol

(TRI)

1-(4-chlorophenoxy)-33-

dimethyl-1-(1H-124-triazol-1-

yl)-2-butanol

C14H18ClN3O2 55219-65-3 F 318

-

ordf Valores para la forma neutra 8

Capiacutetulo I Introduccioacuten

13 Toxicidad de los pesticidas

En los uacuteltimos antildeos el uso indiscriminado de pesticidas de siacutentesis en agricultura ha creado graves problemas de

salud y medioambientales ya que su uso debido al aumento de la poblacioacuten y por consiguiente de la actividad

agraria se ha incrementado considerablemente Durante las tres uacuteltimas deacutecadas una estimacioacuten dada por la

Organizacioacuten Mundial de la Salud y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente revela que

aproximadamente cerca de 20000 personas al antildeo mueren generalmente agricultores por exposicioacuten continuada

a alguno de estos toacutexicos En la mayoriacutea de los casos los agricultores utilizan los pesticidas de forma que las

cantidades se desviacutean significativamente de las recomendadas ya que asocian cantidades maacutes altas con mayor

efectividad y velocidad de accioacuten El mal uso de dichos toacutexicos se ve en los signos presentes en los ecosistemas

afectados pudiendo llegar a ser perjudiciales para la salud humana Estos riesgos que causan tanto en la salud

como en el medioambiente pueden ser reducidos o en su defecto evitados mediante la educacioacuten sobre este tipo

de toacutexicos con el fin de frenar su uso excesivo y descontrolado [17]

Desde el punto de vista medioambiental los fitosanitarios empleados en un cultivo pueden persistir en los

distintos medios tierra aire o agua y afectar tanto a ecosistemas terrestres como acuaacuteticos En los sistemas

terrestres los suelos son contaminados mediante la aplicacioacuten del toacutexico de forma directa o como deposicioacuten del

resultado de una suspensioacuten aeacuterea Eacutestos pueden persistir desde varios diacuteas hasta varios antildeos ya que el suelo

retiene y moviliza el toacutexico despueacutes de su emisioacuten Los que persisten maacutes tiempo en el medioambiente tienen una

mayor probabilidad de interaccionar con otros elementos del sistema y si su vida media es mayor a la frecuencia

con la que se aplica el pesticida tienden a acumularse tanto en el suelo como en las especies que habitan en eacutel Por

otro lado el agua es contaminada por pesticidas bien por aplicacioacuten directa por estar presentes en las

precipitaciones de la atmoacutesfera o bien por la movilidad que tienen desde el suelo Tanto los pesticidas solubles

como los insolubles interaccionan con los ecosistemas acuaacuteticos los hidrosolubles persisten maacutes tiempo

solubilizados en agua mientras que los otros se asocian a los sedimentos y se concentran en las especies que

habitan el medio acuaacutetico [18]

Como consecuencia de la amplia distribucioacuten de los toacutexicos en aire suelo y agua se produce una acumulacioacuten de

ellos en los elementos que contribuyen a la alimentacioacuten humana ya que su amplio uso hace que el contacto con

los plaguicidas por parte de personas y animales sea inevitable La contaminacioacuten de los alimentos se puede

presentar por aplicacioacuten directa de los pesticidas el uso de eacutestos durante el manejo transporte y almacenamiento

de los productos comestibles o por su acumulacioacuten en la cadena troacutefica Son bioacumulables en el organismo

debido a su caraacutecter lipofiacutelico lo que les confiere una vida media en los tejidos larga La exposicioacuten a pesticidas

persistentes no tiene la misma repercusioacuten en cada uno de los individuos expuestos sino que se considera criacutetica la

exposicioacuten durante la etapas embrionaria fetal y primeros antildeos de vida en doacutende se transmite de madres a hijos

mediante la gestacioacuten y la lactancia como resultado de la acumulacioacuten en el tejido graso de la madre [19]

9

Capiacutetulo I Introduccioacuten

14 Legislacioacuten

El aumento del uso de fitosanitarios en actividades relacionadas con la produccioacuten de alimentos para consumo

humano o animal tambieacuten desembocoacute en una preocupacioacuten social debido a su toxicidad y bioacumulacioacuten En

respuesta la Organizacioacuten de las Naciones Unidas para la Alimentacioacuten y la Agricultura (FAO) en colaboracioacuten

con la Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS) pusieron en marcha un programa Codex Alimentarius cuyo

objetivo a traveacutes de sus normas y coacutedigos de praacutecticas alimentarias internacionales es garantizar la calidad e

inocuidad de los alimentos que estaacuten al alcance de cualquier persona Con estas normas internacionales los

consumidores pueden confiar en la calidad de los alimentos independientemente de su origen geograacutefico [20]

Todos los alimentos destinados al consumo humano o animal en la Unioacuten Europea estaacuten sujetos a un liacutemite

maacuteximo de residuos de plaguicidas para la proteccioacuten de la salud humana y animal Actualmente en lo referente a

legislacioacuten para el control de la cantidad del toacutexico en la uva estaacute vigente el Reglamento 3962005 del Parlamento

Europeo y del Consejo de 23 de febrero de 2005 referido a la regulacioacuten de los liacutemites maacuteximos de residuos de

plaguicidas en alimentos y piensos de origen vegetal y animal El liacutemite maacuteximo de residuos (LMR) se define co-

mo el nivel maacutes alto de un residuo de un pesticida que se tolera de manera legal sobre los alimentos o piensos

cuando se aplican correctamente Las cantidades de residuos que se encuentren deben ser lo maacutes bajas posible

para garantizar la seguridad en la alimentacioacuten de los consumidores Dichos liacutemites maacuteximos de residuos estaacuten

fijados por la Comisioacuten Europea pudieacutendose encontrar en su base de datos LMR [21]

A continuacioacuten en la Tabla I2 se resumen los LMRs de los compuestos de este estudio en uvas de vinificacioacuten

en unidades de mgkg de uva En el caso del vino no hay legislacioacuten en lo referente a estos pesticidas solamente

la recomendacioacuten de no superar el 10 del valor del LMR en uva

Compuesto LMRs (mgkg uva) Compuesto LMRs (mgkg uva)

AME 6 MET 1

BEN 03 MYC 1

BOS 5 PEN 02

CAR 05 PYC 2

CYP 3 PYM 5

DIM 3 TEC 1

FEH 15 TEF 3

FEP 001 TBZ 005

FLU 2 TME 04

IMI 1 THI-M 3

IPR 2 TRI 2

MAN 2

Tabla I2 Liacutemites maacuteximos de residuos permitidos para los compuestos estudiados en uvas

10

Capiacutetulo I Introduccioacuten

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS A MUESTRAS DE VINO

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)

Se entiende por extraccioacuten liacutequido-liacutequido al meacutetodo mediante el cual un analito de intereacutes se separa por el

contacto con otra fase en la cual tiene mayor afinidad de la matriz en la que se halle Los procesos de extraccioacuten

implican dos fases y requieren tres pasos sucesivos mezcla de materia prima y disolvente separacioacuten de las dos

fases despueacutes del contacto y eliminacioacuten del disolvente que contiene el analito [22]

La extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE) se basa en la distribucioacuten

de un analito entre dos fases liacutequidas inmiscibles en las

cuales analito y matriz tienen solubilidades diferentes

Principalmente una de las fases es un medio acuoso en

general se trata de la muestra y la otra un disolvente

orgaacutenico La selectividad y eficacia de este meacutetodo vienen

determinadas por la eleccioacuten del disolvente y por los factores

que pueden afectar al proceso de equilibrio (pH adiccioacuten de

sales neutras en la fase acuosa para reducir la solubilidad del

analito etc) [23] Esta teacutecnica permite llevar a cabo extracciones para un rango muy amplio de analitos siendo

una de las maacutes antiguas para la preparacioacuten de muestras en el anaacutelisis cualitativo y cuantitativo Ofrece grandes

capacidades de muestreo lineal y cuenta con la ventaja de la cantidad de informacioacuten existente sobre este meacutetodo

[24]

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

En 1978 aparecieron los primeros cartuchos desechables para la extraccioacuten en fase soacutelida y actualmente casi 40

antildeos despueacutes la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) es la teacutecnica de preparacioacuten de muestras maacutes empleada en los

laboratorios Es una teacutecnica de preparacioacuten y tratamiento de muestras que se basa en la retencioacuten en una fase

adsorbente del analito de intereacutes presente en una muestra liacutequida que pasa a traveacutes de ella Debido a la variedad de

formatos (discos cartuchos y jeringas) y tipos de adsorbentes (los maacutes comunes carboacuten activo aluacutemina siacutelica gel

silicato de magnesio siacutelices enlazadas y poliacutemeros como por ejemplo estinero-divinilbenceno) o la facilidad de

automatizacioacuten y acoplamiento con otras teacutecnicas como por ejemplo una conexioacuten directa con un sistema de

Figura I4 Fundamentos teoacutericos de la LLE [25]

11

Capiacutetulo I Introduccioacuten

cromatografiacutea este meacutetodo le fue ganando terreno a la LLE Otra ventaja muy importante de la SPE frente a la

LLE es la disminucioacuten en la cantidad de disolvente orgaacutenico empleada Cada vez se va innovando maacutes sobre esta

teacutecnica llegando a encontrarse fases adsorbentes formadas por poliacutemeros capaces de retener en un uacutenico

cartucho un amplio abanico de analitos lipofiacutelicos o hidrofoacutebicos aacutecidos baacutesicos o neutros [26]

El fundamento de esta extraccioacuten como se puede en la Figura I6

consiste en cuatro etapas acondicionamiento adiccioacuten de muestra

retencioacuten y elucioacuten de los analitos de intereacutes En primer lugar antes

de empezar la extraccioacuten se requiere una etapa de acondicionamiento

para preparar el adsorbente haciendo pasar un poco de disolvente

para asiacute interaccionar mejor con la muestra Luego se hace pasar la

muestra liacutequida por la fase soacutelida Idealmente el adsorbente retiene

los analitos selectivamente a medida que va pasando la muestra y la

matriz pasa sin ser retenida Por uacuteltimo los analitos se eluyen del

adsorbente con un disolvente con el que tenga mayor afinidad [27]

23 Teacutecnicas de microextraccioacuten

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)

En la microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME) se utilizan fibras de siacutelice fundida revestidas con un poliacutemero en un

disentildeo en forma de jeringa para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes El principio por el que se rige esta

extraccioacuten es el reparto del analito entre la matriz de la muestra y el revestimiento de la fibra mediante un proceso

no competitivo Se trata de un meacutetodo que cuenta con muchas ventajas ya que se elimina completamente el uso de

disolventes y aparte no son necesarios voluacutemenes de muestra grandes pero tambieacuten cuenta con algunas

desventajas ya que tanto la capacidad como la sensibilidad se ven limitadas [29]

En la figura I7 podemos ver las etapas de la extraccioacuten En un

vial cerrado con una caacutepsula y un seacuteptum tenemos la muestra

liacutequida o bien soacutelida que contenga los analitos de intereacutes

volaacutetiles Con la jeringa se perfora el seacuteptum y una vez dentro

se acciona el eacutembolo para la exposicioacuten de la fibra con los

analitos introducieacutendola en la muestra liacutequida o en su defecto

en el espacio de cabeza para la extraccioacuten de analitos volaacutetiles

de una muestra soacutelida Despueacutes de la extraccioacuten dentro del vial

Figura I6 Etapas de una SPE [28]

Figura I7 Etapas de una SPME [30]

12

Capiacutetulo I Introduccioacuten

la fibra se introduce de nuevo en la jeringa y se retira del vial [27]

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)

La microextraccioacuten en fase liacutequida se desarrolloacute como una alternativa a la LLE para la reduccioacuten en la cantidad de

disolventes orgaacutenicos siendo rentable tanto para el medioambiente como econoacutemicamente Entre las modalidades

maacutes populares de esta teacutecnica se encuentran microextraccioacuten con gota suspendida (SDME) y microextraccioacuten

liacutequido-liacutequido dispersiva (DLLME) En la SDME una gota de disolvente orgaacutenico es expuesta al espacio de

cabeza situado sobre una muestra en un vial dicha gota es suspendida del extremo de una microjeringa Por otro

lado la DLLME sobre una muestra acuosa se inyecta un pequentildeo volumen de una mezcla de disolventes en la

cual es dispersada formando una solucioacuten en la que se establece el equilibrio El disolvente de extraccioacuten debe

presentar una densidad inferior a la de la muestra para facilitar su recuperacioacuten normalmente despueacutes de

centrifugar el vial doacutende se realiza la extraccioacuten [31]

24 QuEChERS

La extraccioacuten QuEChERS de las palabras en ingleacutes Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe es un meacutetodo

de extraccioacuten que se desarrolloacute entre 2000 y 2002 para el anaacutelisis de pesticidas Como su nombre indica raacutepido

faacutecil barato eficaz robusto y seguro son las principales

caracteriacutesticas de esta preparacioacuten de muestra Se realiza en dos

etapas en primer lugar una extraccioacuten simple y una segunda fase

de purificacioacuten En la primera etapa tenemos el vial con la

muestra en el cual se antildeade un disolvente generalmente

acetonitrilo para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes en

presencia de diferentes sales (en el meacutetodo original se utiliza

sulfato de magnesio y cloruro de sodio) para facilitar la separacioacuten

de las fases En la segunda parte se realiza la purificacioacuten de la

fraccioacuten del extracto orgaacutenico Para eso se lleva a cabo una

limpieza de los analitos eliminando el agua y los compuestos

presentes en la matriz de la muestra empleando un adsorbente PSA (amina primaria y secundaria) C18 carboacuten

negro grafitizado (GCB) o una combinacioacuten de eacutestas [32]

Figura I8 Etapas de QuEChERS [33]

13

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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53

Page 9: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

Capiacutetulo I Introduccioacuten

ataque en la produccioacuten de energiacutea la inhibicioacuten de la mitosis o inhibiendo la formacioacuten de quitina que se trata

del compuesto principal de la pared celular de los hongos y que por ende influye en la permeabilidad de la

membrana [8] [9]

Las enfermedades fuacutengicas fundamentales que nos podemos encontrar en las uvas de la vid son la botritis el oiacutedio

y el mildium las cuales pueden llegar a causar peacuterdidas importantes en viticultura

La enfermedad de la botritis tambieacuten llamada moho gris estaacute causada

por el hongo Botrytis cineacuterea y se puede encontrar en todo el mundo

infectando a un amplio nuacutemero de plantas Se trata de uno de los

patoacutegenos fuacutengicos maacutes interesantes debido a que puede vivir tanto

de forma patoloacutegica produciendo la enfermedad como

alimentaacutendose de materia orgaacutenica en descomposicioacuten La accioacuten

fuacutengica del hongo se lleva a cabo cuando las uvas empiezan a

acumular azuacutecar pudiendo ser muy devastador en algunas

condiciones sobre todo en cultivos empapados por la lluvia o

localizados en un ambiente huacutemedo y con viento produciendo la peacuterdida de los racimos de uvas que son

infectados O por el contrario en otro tipo de condiciones ambientales de sequedad despueacutes de unas

condiciones de humedad dicho hongo le confiere beneficios a ciertos tipos de vino blanco [10]

El oiacutedio es una enfermedad causada por la especie Uncinula necator la cual afecta tanto al rendimiento como a la

calidad de las uvas y altera las cualidades de sus derivados vino mosto etc El proceso de infeccioacuten del oiacutedio

tiene lugar siguiendo un ciclo de reproduccioacuten en las distintas estaciones del antildeo El riesgo de infeccioacuten viene

dado en funcioacuten de la temperatura oacuteptima entre 25-30ordmC humedad del ambiente en el que se encuentre y

tambieacuten en funcioacuten de la temporada siendo maacutes resistentes los racimos de uvas a medida que van madurando El

hongo afecta a todas las parte de la vid hojas tallo y racimos las cuales presentan siacutentomas distintos Las hojas se

vuelven de un color amarillento y se cubren de un polvo fino blanco grisaacuteceo En el tallo el oiacutedio se manifiesta a

traveacutes de manchas difuminadas con coloracioacuten inicial verde oscuro volvieacutendose cada vez maacutes oscuras al final y si

ocurre un ataque fuerte puede desembocar en que el tallo se acabe secando y por consiguiente disminuye la

produccioacuten Pero el ataque maacutes fuerte se produce en los racimos empezando por cubrirse del polvillo blanco

grisaacuteceo y continuando con que el oiacutedio detiene el crecimiento de la piel de la uva con la consecuencia que la uva

se agrieta Esta enfermedad produce unos dantildeos directos en la cantidad y calidad de la cosecha y si no se toman

medidas de prevencioacuten las peacuterdidas pueden llegar a ser totales [12] [13]

Figura I1Enfermedad de botritis en un racimo de uvas [11]

Figura I2 Enfermedad del oiacutedio en hoja tallo y racimo de izquierda a derecha [14] 5

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo el mildium o mildiu es una enfermedad producida por el hongo Plasmopara vitiacutecola considerada como

una de las peores enfermedades del cultivo siempre y cuando esteacuten en las condiciones ambientales favorables para

su desarrollo Dichas condiciones oacuteptimas para la propagacioacuten de la enfermedad son las lluvias al amanecer o al

anochecer con una temperatura en un rango de 20-25 ordmC El periacuteodo sensible de la vegetacioacuten de la vintildea es a

partir de una longitud de 10 cm en adelante siendo maacutexima en el periacuteodo de mayor crecimiento de la planta Por

otro lado la sensibilidad del racimo empieza desde su formacioacuten hasta que las uvas al florecer alcanzan el tamantildeo

similar al de un guisante pero de ahiacute en adelante la sensibilidad se ve disminuida Dicho hongo cuenta con un

ciclo reproductivo abarcando varias fases desde la fase de contaminacioacuten siendo el principio hasta la fase de pro-

pagacioacuten Afecta a todos los oacuterganos verdes de la vid y sus siacutentomas son variados en las distintas zonas de eacutesta

En las caras de las hojas aparecen unas manchas amarillentas en los racimos cuando se aproxima la floracioacuten los

que se encuentran infectados se curvan secaacutendose y cubrieacutendose de una pelusa blanquecina y cuando alcanzan el

tamantildeo de un guisante en adelante las uvas de los racimos afectados se van oscureciendo y secando sin que apa-

rezca la fructificacioacuten del hongo ademaacutes de oscurecerse el tallo [15]

12 Estructura propiedades fiacutesico-quiacutemicas y clasificacioacuten

En este trabajo nos centramos en estudiar los residuos de veintitreacutes fitosanitarios tipo fungicida principalmente

aunque tambieacuten alguacuten residuo tipo insecticida Las caracteriacutesticas maacutes importantes de dichos compuestos seraacuten

recogidas en la Tabla I1 que incluye estructuras clasificacioacuten (se ha usado el acroacutenimo ldquoFrdquo en caso de ser

fungicidas e ldquoIrdquo en caso de ser insecticidas) y propiedades fiacutesico-quiacutemicas Las propiedades fiacutesico-quiacutemicas que

pueden resultar maacutes relevantes para este estudio son el pKa ya que la mayoriacutea se trata de compuestos baacutesicos

aunque se encuentre alguacuten aacutecido deacutebil como es por ejemplo el Fenhexamid y Kow describiendo el coeficiente de

reparto entre octanolagua empleado para medir el grado de hidrofobidad que proporciona una estimacioacuten de

la posible distribucioacuten del analito entre materia orgaacutenica y agua

Figura I3 Enfermedad del mildium en la imagen de la izquierda coacutemo afecta a las hojas imagen central coacutemo

afecta a los racimos cuaacutendo estaacuten infectados al comenzar la floracioacuten y en la imagen de la derecha coacutemo afecta a

los racimos en doacutende las uvas tienen tamantildeo mayor al de un guisante [16]

6

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Ametoctradin

(AME)

5-ethyl-6-

octyl[124]triazolo[15-

a]pyrimidin-7-amine

C15H25N5 865318-97-4 F 440 278

Benalaxyl

(BEN)

Methyl-N-(phenylacetyl)-N-

(26-xylyl)-D-alaninate C20H23NO3 98243-83-5 F 368 -

Boscalid

(BOS)

2-Chloro-N-(4rsquo-

chlorobiphenyl-2-yl)-

nicotinamide

C18H12Cl2N2O 188425-85-6 F 296 -

Carbendazim

(CAR)

Methyl 2-benzimidazole

carbamate C9H9N3O2 10605-21-7 F 148 420

Cyprodinil

(CYP)

4-Cyclopropyl-6-methyl-N-

phenilpyrimidin-2-amine C14H15N3 121552-61-2 F 400 309

Dimethomorph

(DIM)

(2E)-3-(4-chlorophenyl)-3-(34-

dimethoxyphenyl)-1-

(morpholin-4-yl)prop-2-en-1-

one

C21H22ClNO4 110488-70-5 F 268 -13

Fenhexamid

(FEH)

N-(23-dichloro-4-

hydroxyphenyl)-1-methyl-

cyclohexanecarboxamide

C14H17Cl2NO2 126833-17-8 F 351 73

Fenpropidin

(FEP)

1-[(RS)-3-(4-tert-butylphenyl)-

2-methylpropyl]piperidine C19H31N 67306-00-7 F 26 1013

Fluopicolid

(FLU)

26-dichloro-N-[3-chloro-5-

(trifluoromethyl)-2-

pyridylmethyl]benzamide

C14H8Cl3F3N2O 239110-15-7 F 29 -

Imidacloprid

(IMI)

(E)-1-(6-chloro-3-

pyridylmethyl)-N-

nitroimidazolidin-2-

ylideneamine

C9H10ClN5O2 138261-41-3 I 057 -

Iprovalicarb

(IPR)

Isopropyl (S)-2-methyl-1-[1-(p-

tolyl)ethylcarbamoyl]propyl-

carbamate

C18H28N2O3 140923-17-7 F 32 -

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I1 Estructura clasificacioacuten y propiedades fiacutesico-quiacutemicas de intereacutes para los analitos de estudio

7

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Mandipropamid

(MAN)

2-(4-chlorophenyl)-N-[3-

methoxy-4-(2-

propynyloxy)phenethyl]-2-(2-

propynyloxy)acetamide

C23H22ClNO4 374726-62-2 F 32 -

Metalaxyl

(MET)

N-(26-dimethylphenyl)-N-

(methoxyacetyl)-DL-alanine

methyl ester

C15H21NO4 57837-19-1 F 175 000

Myclobutanil

(MYC)

2-(4-chlorophenyl)-2-(1H-

124-triazol-1-

ylmethyl)hexanentrile

C15H17ClN4 88671-89-0 F 289 230

Penconazol

(PEN)

1-[2-(24-

dichlorophenyl)pentyl]-1H-

124-triazole

C13H15Cl2N3 66246-88-6 F 372 151

Pyraclostrobin

(PYC)

Methyl2-[1-(4-chlorophenyl)-

1H-pyrazol-3-

yloxymethyl]phenylmetoxy-

carbamate

C19H18ClN3O4 175013-18-0 F 399 -

Pyrimethanil

(PYM)

4-6-dimethyl-N-phenyl-2-

pyrimidinamine C12H13N3 53112-28-0 F 284 352

Tebuconazol

(TEC)

1-(4-chlorophenyl)-44-

dimethyl-3-(1H-124-triazol-1-

ylmethyl)-3-pentanol

C16H22ClN3O 107534-96-3 F 370 500

Tebufenozid

(TEF)

35-dimethylbenzoic acid 1-

(11-dimethylethyl)-2-(4-

ethylbenzoyl)hidrazide

C22H28N2O2 112410-23-8 I 425 -

Thiabendazol

(TBZ)

2-(13-thiazol-4-yl)-1H-

benzimidazole C10H7N3S 148-79-8 F 239 473

Thiamethoxam

(TME)

3-[(2-chloro-5-

thiazolyl)methyl]tetrahydro-5-

methyl-N-nitro-4H-135-

oxadiazin-4-imine

C8H10ClN5O3S 153719-23-4 I -013 -

Thiophanate-

methyl

(THI-M)

DimethylNNrsquo-[12-

phenylenebis(azanediylcarbono

thioyl)] dicarbamate

C12H14N4O4S2 23564-05-8 F 145 728

Triadimenol

(TRI)

1-(4-chlorophenoxy)-33-

dimethyl-1-(1H-124-triazol-1-

yl)-2-butanol

C14H18ClN3O2 55219-65-3 F 318

-

ordf Valores para la forma neutra 8

Capiacutetulo I Introduccioacuten

13 Toxicidad de los pesticidas

En los uacuteltimos antildeos el uso indiscriminado de pesticidas de siacutentesis en agricultura ha creado graves problemas de

salud y medioambientales ya que su uso debido al aumento de la poblacioacuten y por consiguiente de la actividad

agraria se ha incrementado considerablemente Durante las tres uacuteltimas deacutecadas una estimacioacuten dada por la

Organizacioacuten Mundial de la Salud y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente revela que

aproximadamente cerca de 20000 personas al antildeo mueren generalmente agricultores por exposicioacuten continuada

a alguno de estos toacutexicos En la mayoriacutea de los casos los agricultores utilizan los pesticidas de forma que las

cantidades se desviacutean significativamente de las recomendadas ya que asocian cantidades maacutes altas con mayor

efectividad y velocidad de accioacuten El mal uso de dichos toacutexicos se ve en los signos presentes en los ecosistemas

afectados pudiendo llegar a ser perjudiciales para la salud humana Estos riesgos que causan tanto en la salud

como en el medioambiente pueden ser reducidos o en su defecto evitados mediante la educacioacuten sobre este tipo

de toacutexicos con el fin de frenar su uso excesivo y descontrolado [17]

Desde el punto de vista medioambiental los fitosanitarios empleados en un cultivo pueden persistir en los

distintos medios tierra aire o agua y afectar tanto a ecosistemas terrestres como acuaacuteticos En los sistemas

terrestres los suelos son contaminados mediante la aplicacioacuten del toacutexico de forma directa o como deposicioacuten del

resultado de una suspensioacuten aeacuterea Eacutestos pueden persistir desde varios diacuteas hasta varios antildeos ya que el suelo

retiene y moviliza el toacutexico despueacutes de su emisioacuten Los que persisten maacutes tiempo en el medioambiente tienen una

mayor probabilidad de interaccionar con otros elementos del sistema y si su vida media es mayor a la frecuencia

con la que se aplica el pesticida tienden a acumularse tanto en el suelo como en las especies que habitan en eacutel Por

otro lado el agua es contaminada por pesticidas bien por aplicacioacuten directa por estar presentes en las

precipitaciones de la atmoacutesfera o bien por la movilidad que tienen desde el suelo Tanto los pesticidas solubles

como los insolubles interaccionan con los ecosistemas acuaacuteticos los hidrosolubles persisten maacutes tiempo

solubilizados en agua mientras que los otros se asocian a los sedimentos y se concentran en las especies que

habitan el medio acuaacutetico [18]

Como consecuencia de la amplia distribucioacuten de los toacutexicos en aire suelo y agua se produce una acumulacioacuten de

ellos en los elementos que contribuyen a la alimentacioacuten humana ya que su amplio uso hace que el contacto con

los plaguicidas por parte de personas y animales sea inevitable La contaminacioacuten de los alimentos se puede

presentar por aplicacioacuten directa de los pesticidas el uso de eacutestos durante el manejo transporte y almacenamiento

de los productos comestibles o por su acumulacioacuten en la cadena troacutefica Son bioacumulables en el organismo

debido a su caraacutecter lipofiacutelico lo que les confiere una vida media en los tejidos larga La exposicioacuten a pesticidas

persistentes no tiene la misma repercusioacuten en cada uno de los individuos expuestos sino que se considera criacutetica la

exposicioacuten durante la etapas embrionaria fetal y primeros antildeos de vida en doacutende se transmite de madres a hijos

mediante la gestacioacuten y la lactancia como resultado de la acumulacioacuten en el tejido graso de la madre [19]

9

Capiacutetulo I Introduccioacuten

14 Legislacioacuten

El aumento del uso de fitosanitarios en actividades relacionadas con la produccioacuten de alimentos para consumo

humano o animal tambieacuten desembocoacute en una preocupacioacuten social debido a su toxicidad y bioacumulacioacuten En

respuesta la Organizacioacuten de las Naciones Unidas para la Alimentacioacuten y la Agricultura (FAO) en colaboracioacuten

con la Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS) pusieron en marcha un programa Codex Alimentarius cuyo

objetivo a traveacutes de sus normas y coacutedigos de praacutecticas alimentarias internacionales es garantizar la calidad e

inocuidad de los alimentos que estaacuten al alcance de cualquier persona Con estas normas internacionales los

consumidores pueden confiar en la calidad de los alimentos independientemente de su origen geograacutefico [20]

Todos los alimentos destinados al consumo humano o animal en la Unioacuten Europea estaacuten sujetos a un liacutemite

maacuteximo de residuos de plaguicidas para la proteccioacuten de la salud humana y animal Actualmente en lo referente a

legislacioacuten para el control de la cantidad del toacutexico en la uva estaacute vigente el Reglamento 3962005 del Parlamento

Europeo y del Consejo de 23 de febrero de 2005 referido a la regulacioacuten de los liacutemites maacuteximos de residuos de

plaguicidas en alimentos y piensos de origen vegetal y animal El liacutemite maacuteximo de residuos (LMR) se define co-

mo el nivel maacutes alto de un residuo de un pesticida que se tolera de manera legal sobre los alimentos o piensos

cuando se aplican correctamente Las cantidades de residuos que se encuentren deben ser lo maacutes bajas posible

para garantizar la seguridad en la alimentacioacuten de los consumidores Dichos liacutemites maacuteximos de residuos estaacuten

fijados por la Comisioacuten Europea pudieacutendose encontrar en su base de datos LMR [21]

A continuacioacuten en la Tabla I2 se resumen los LMRs de los compuestos de este estudio en uvas de vinificacioacuten

en unidades de mgkg de uva En el caso del vino no hay legislacioacuten en lo referente a estos pesticidas solamente

la recomendacioacuten de no superar el 10 del valor del LMR en uva

Compuesto LMRs (mgkg uva) Compuesto LMRs (mgkg uva)

AME 6 MET 1

BEN 03 MYC 1

BOS 5 PEN 02

CAR 05 PYC 2

CYP 3 PYM 5

DIM 3 TEC 1

FEH 15 TEF 3

FEP 001 TBZ 005

FLU 2 TME 04

IMI 1 THI-M 3

IPR 2 TRI 2

MAN 2

Tabla I2 Liacutemites maacuteximos de residuos permitidos para los compuestos estudiados en uvas

10

Capiacutetulo I Introduccioacuten

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS A MUESTRAS DE VINO

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)

Se entiende por extraccioacuten liacutequido-liacutequido al meacutetodo mediante el cual un analito de intereacutes se separa por el

contacto con otra fase en la cual tiene mayor afinidad de la matriz en la que se halle Los procesos de extraccioacuten

implican dos fases y requieren tres pasos sucesivos mezcla de materia prima y disolvente separacioacuten de las dos

fases despueacutes del contacto y eliminacioacuten del disolvente que contiene el analito [22]

La extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE) se basa en la distribucioacuten

de un analito entre dos fases liacutequidas inmiscibles en las

cuales analito y matriz tienen solubilidades diferentes

Principalmente una de las fases es un medio acuoso en

general se trata de la muestra y la otra un disolvente

orgaacutenico La selectividad y eficacia de este meacutetodo vienen

determinadas por la eleccioacuten del disolvente y por los factores

que pueden afectar al proceso de equilibrio (pH adiccioacuten de

sales neutras en la fase acuosa para reducir la solubilidad del

analito etc) [23] Esta teacutecnica permite llevar a cabo extracciones para un rango muy amplio de analitos siendo

una de las maacutes antiguas para la preparacioacuten de muestras en el anaacutelisis cualitativo y cuantitativo Ofrece grandes

capacidades de muestreo lineal y cuenta con la ventaja de la cantidad de informacioacuten existente sobre este meacutetodo

[24]

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

En 1978 aparecieron los primeros cartuchos desechables para la extraccioacuten en fase soacutelida y actualmente casi 40

antildeos despueacutes la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) es la teacutecnica de preparacioacuten de muestras maacutes empleada en los

laboratorios Es una teacutecnica de preparacioacuten y tratamiento de muestras que se basa en la retencioacuten en una fase

adsorbente del analito de intereacutes presente en una muestra liacutequida que pasa a traveacutes de ella Debido a la variedad de

formatos (discos cartuchos y jeringas) y tipos de adsorbentes (los maacutes comunes carboacuten activo aluacutemina siacutelica gel

silicato de magnesio siacutelices enlazadas y poliacutemeros como por ejemplo estinero-divinilbenceno) o la facilidad de

automatizacioacuten y acoplamiento con otras teacutecnicas como por ejemplo una conexioacuten directa con un sistema de

Figura I4 Fundamentos teoacutericos de la LLE [25]

11

Capiacutetulo I Introduccioacuten

cromatografiacutea este meacutetodo le fue ganando terreno a la LLE Otra ventaja muy importante de la SPE frente a la

LLE es la disminucioacuten en la cantidad de disolvente orgaacutenico empleada Cada vez se va innovando maacutes sobre esta

teacutecnica llegando a encontrarse fases adsorbentes formadas por poliacutemeros capaces de retener en un uacutenico

cartucho un amplio abanico de analitos lipofiacutelicos o hidrofoacutebicos aacutecidos baacutesicos o neutros [26]

El fundamento de esta extraccioacuten como se puede en la Figura I6

consiste en cuatro etapas acondicionamiento adiccioacuten de muestra

retencioacuten y elucioacuten de los analitos de intereacutes En primer lugar antes

de empezar la extraccioacuten se requiere una etapa de acondicionamiento

para preparar el adsorbente haciendo pasar un poco de disolvente

para asiacute interaccionar mejor con la muestra Luego se hace pasar la

muestra liacutequida por la fase soacutelida Idealmente el adsorbente retiene

los analitos selectivamente a medida que va pasando la muestra y la

matriz pasa sin ser retenida Por uacuteltimo los analitos se eluyen del

adsorbente con un disolvente con el que tenga mayor afinidad [27]

23 Teacutecnicas de microextraccioacuten

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)

En la microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME) se utilizan fibras de siacutelice fundida revestidas con un poliacutemero en un

disentildeo en forma de jeringa para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes El principio por el que se rige esta

extraccioacuten es el reparto del analito entre la matriz de la muestra y el revestimiento de la fibra mediante un proceso

no competitivo Se trata de un meacutetodo que cuenta con muchas ventajas ya que se elimina completamente el uso de

disolventes y aparte no son necesarios voluacutemenes de muestra grandes pero tambieacuten cuenta con algunas

desventajas ya que tanto la capacidad como la sensibilidad se ven limitadas [29]

En la figura I7 podemos ver las etapas de la extraccioacuten En un

vial cerrado con una caacutepsula y un seacuteptum tenemos la muestra

liacutequida o bien soacutelida que contenga los analitos de intereacutes

volaacutetiles Con la jeringa se perfora el seacuteptum y una vez dentro

se acciona el eacutembolo para la exposicioacuten de la fibra con los

analitos introducieacutendola en la muestra liacutequida o en su defecto

en el espacio de cabeza para la extraccioacuten de analitos volaacutetiles

de una muestra soacutelida Despueacutes de la extraccioacuten dentro del vial

Figura I6 Etapas de una SPE [28]

Figura I7 Etapas de una SPME [30]

12

Capiacutetulo I Introduccioacuten

la fibra se introduce de nuevo en la jeringa y se retira del vial [27]

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)

La microextraccioacuten en fase liacutequida se desarrolloacute como una alternativa a la LLE para la reduccioacuten en la cantidad de

disolventes orgaacutenicos siendo rentable tanto para el medioambiente como econoacutemicamente Entre las modalidades

maacutes populares de esta teacutecnica se encuentran microextraccioacuten con gota suspendida (SDME) y microextraccioacuten

liacutequido-liacutequido dispersiva (DLLME) En la SDME una gota de disolvente orgaacutenico es expuesta al espacio de

cabeza situado sobre una muestra en un vial dicha gota es suspendida del extremo de una microjeringa Por otro

lado la DLLME sobre una muestra acuosa se inyecta un pequentildeo volumen de una mezcla de disolventes en la

cual es dispersada formando una solucioacuten en la que se establece el equilibrio El disolvente de extraccioacuten debe

presentar una densidad inferior a la de la muestra para facilitar su recuperacioacuten normalmente despueacutes de

centrifugar el vial doacutende se realiza la extraccioacuten [31]

24 QuEChERS

La extraccioacuten QuEChERS de las palabras en ingleacutes Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe es un meacutetodo

de extraccioacuten que se desarrolloacute entre 2000 y 2002 para el anaacutelisis de pesticidas Como su nombre indica raacutepido

faacutecil barato eficaz robusto y seguro son las principales

caracteriacutesticas de esta preparacioacuten de muestra Se realiza en dos

etapas en primer lugar una extraccioacuten simple y una segunda fase

de purificacioacuten En la primera etapa tenemos el vial con la

muestra en el cual se antildeade un disolvente generalmente

acetonitrilo para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes en

presencia de diferentes sales (en el meacutetodo original se utiliza

sulfato de magnesio y cloruro de sodio) para facilitar la separacioacuten

de las fases En la segunda parte se realiza la purificacioacuten de la

fraccioacuten del extracto orgaacutenico Para eso se lleva a cabo una

limpieza de los analitos eliminando el agua y los compuestos

presentes en la matriz de la muestra empleando un adsorbente PSA (amina primaria y secundaria) C18 carboacuten

negro grafitizado (GCB) o una combinacioacuten de eacutestas [32]

Figura I8 Etapas de QuEChERS [33]

13

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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51

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53

Page 10: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo el mildium o mildiu es una enfermedad producida por el hongo Plasmopara vitiacutecola considerada como

una de las peores enfermedades del cultivo siempre y cuando esteacuten en las condiciones ambientales favorables para

su desarrollo Dichas condiciones oacuteptimas para la propagacioacuten de la enfermedad son las lluvias al amanecer o al

anochecer con una temperatura en un rango de 20-25 ordmC El periacuteodo sensible de la vegetacioacuten de la vintildea es a

partir de una longitud de 10 cm en adelante siendo maacutexima en el periacuteodo de mayor crecimiento de la planta Por

otro lado la sensibilidad del racimo empieza desde su formacioacuten hasta que las uvas al florecer alcanzan el tamantildeo

similar al de un guisante pero de ahiacute en adelante la sensibilidad se ve disminuida Dicho hongo cuenta con un

ciclo reproductivo abarcando varias fases desde la fase de contaminacioacuten siendo el principio hasta la fase de pro-

pagacioacuten Afecta a todos los oacuterganos verdes de la vid y sus siacutentomas son variados en las distintas zonas de eacutesta

En las caras de las hojas aparecen unas manchas amarillentas en los racimos cuando se aproxima la floracioacuten los

que se encuentran infectados se curvan secaacutendose y cubrieacutendose de una pelusa blanquecina y cuando alcanzan el

tamantildeo de un guisante en adelante las uvas de los racimos afectados se van oscureciendo y secando sin que apa-

rezca la fructificacioacuten del hongo ademaacutes de oscurecerse el tallo [15]

12 Estructura propiedades fiacutesico-quiacutemicas y clasificacioacuten

En este trabajo nos centramos en estudiar los residuos de veintitreacutes fitosanitarios tipo fungicida principalmente

aunque tambieacuten alguacuten residuo tipo insecticida Las caracteriacutesticas maacutes importantes de dichos compuestos seraacuten

recogidas en la Tabla I1 que incluye estructuras clasificacioacuten (se ha usado el acroacutenimo ldquoFrdquo en caso de ser

fungicidas e ldquoIrdquo en caso de ser insecticidas) y propiedades fiacutesico-quiacutemicas Las propiedades fiacutesico-quiacutemicas que

pueden resultar maacutes relevantes para este estudio son el pKa ya que la mayoriacutea se trata de compuestos baacutesicos

aunque se encuentre alguacuten aacutecido deacutebil como es por ejemplo el Fenhexamid y Kow describiendo el coeficiente de

reparto entre octanolagua empleado para medir el grado de hidrofobidad que proporciona una estimacioacuten de

la posible distribucioacuten del analito entre materia orgaacutenica y agua

Figura I3 Enfermedad del mildium en la imagen de la izquierda coacutemo afecta a las hojas imagen central coacutemo

afecta a los racimos cuaacutendo estaacuten infectados al comenzar la floracioacuten y en la imagen de la derecha coacutemo afecta a

los racimos en doacutende las uvas tienen tamantildeo mayor al de un guisante [16]

6

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Ametoctradin

(AME)

5-ethyl-6-

octyl[124]triazolo[15-

a]pyrimidin-7-amine

C15H25N5 865318-97-4 F 440 278

Benalaxyl

(BEN)

Methyl-N-(phenylacetyl)-N-

(26-xylyl)-D-alaninate C20H23NO3 98243-83-5 F 368 -

Boscalid

(BOS)

2-Chloro-N-(4rsquo-

chlorobiphenyl-2-yl)-

nicotinamide

C18H12Cl2N2O 188425-85-6 F 296 -

Carbendazim

(CAR)

Methyl 2-benzimidazole

carbamate C9H9N3O2 10605-21-7 F 148 420

Cyprodinil

(CYP)

4-Cyclopropyl-6-methyl-N-

phenilpyrimidin-2-amine C14H15N3 121552-61-2 F 400 309

Dimethomorph

(DIM)

(2E)-3-(4-chlorophenyl)-3-(34-

dimethoxyphenyl)-1-

(morpholin-4-yl)prop-2-en-1-

one

C21H22ClNO4 110488-70-5 F 268 -13

Fenhexamid

(FEH)

N-(23-dichloro-4-

hydroxyphenyl)-1-methyl-

cyclohexanecarboxamide

C14H17Cl2NO2 126833-17-8 F 351 73

Fenpropidin

(FEP)

1-[(RS)-3-(4-tert-butylphenyl)-

2-methylpropyl]piperidine C19H31N 67306-00-7 F 26 1013

Fluopicolid

(FLU)

26-dichloro-N-[3-chloro-5-

(trifluoromethyl)-2-

pyridylmethyl]benzamide

C14H8Cl3F3N2O 239110-15-7 F 29 -

Imidacloprid

(IMI)

(E)-1-(6-chloro-3-

pyridylmethyl)-N-

nitroimidazolidin-2-

ylideneamine

C9H10ClN5O2 138261-41-3 I 057 -

Iprovalicarb

(IPR)

Isopropyl (S)-2-methyl-1-[1-(p-

tolyl)ethylcarbamoyl]propyl-

carbamate

C18H28N2O3 140923-17-7 F 32 -

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I1 Estructura clasificacioacuten y propiedades fiacutesico-quiacutemicas de intereacutes para los analitos de estudio

7

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Mandipropamid

(MAN)

2-(4-chlorophenyl)-N-[3-

methoxy-4-(2-

propynyloxy)phenethyl]-2-(2-

propynyloxy)acetamide

C23H22ClNO4 374726-62-2 F 32 -

Metalaxyl

(MET)

N-(26-dimethylphenyl)-N-

(methoxyacetyl)-DL-alanine

methyl ester

C15H21NO4 57837-19-1 F 175 000

Myclobutanil

(MYC)

2-(4-chlorophenyl)-2-(1H-

124-triazol-1-

ylmethyl)hexanentrile

C15H17ClN4 88671-89-0 F 289 230

Penconazol

(PEN)

1-[2-(24-

dichlorophenyl)pentyl]-1H-

124-triazole

C13H15Cl2N3 66246-88-6 F 372 151

Pyraclostrobin

(PYC)

Methyl2-[1-(4-chlorophenyl)-

1H-pyrazol-3-

yloxymethyl]phenylmetoxy-

carbamate

C19H18ClN3O4 175013-18-0 F 399 -

Pyrimethanil

(PYM)

4-6-dimethyl-N-phenyl-2-

pyrimidinamine C12H13N3 53112-28-0 F 284 352

Tebuconazol

(TEC)

1-(4-chlorophenyl)-44-

dimethyl-3-(1H-124-triazol-1-

ylmethyl)-3-pentanol

C16H22ClN3O 107534-96-3 F 370 500

Tebufenozid

(TEF)

35-dimethylbenzoic acid 1-

(11-dimethylethyl)-2-(4-

ethylbenzoyl)hidrazide

C22H28N2O2 112410-23-8 I 425 -

Thiabendazol

(TBZ)

2-(13-thiazol-4-yl)-1H-

benzimidazole C10H7N3S 148-79-8 F 239 473

Thiamethoxam

(TME)

3-[(2-chloro-5-

thiazolyl)methyl]tetrahydro-5-

methyl-N-nitro-4H-135-

oxadiazin-4-imine

C8H10ClN5O3S 153719-23-4 I -013 -

Thiophanate-

methyl

(THI-M)

DimethylNNrsquo-[12-

phenylenebis(azanediylcarbono

thioyl)] dicarbamate

C12H14N4O4S2 23564-05-8 F 145 728

Triadimenol

(TRI)

1-(4-chlorophenoxy)-33-

dimethyl-1-(1H-124-triazol-1-

yl)-2-butanol

C14H18ClN3O2 55219-65-3 F 318

-

ordf Valores para la forma neutra 8

Capiacutetulo I Introduccioacuten

13 Toxicidad de los pesticidas

En los uacuteltimos antildeos el uso indiscriminado de pesticidas de siacutentesis en agricultura ha creado graves problemas de

salud y medioambientales ya que su uso debido al aumento de la poblacioacuten y por consiguiente de la actividad

agraria se ha incrementado considerablemente Durante las tres uacuteltimas deacutecadas una estimacioacuten dada por la

Organizacioacuten Mundial de la Salud y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente revela que

aproximadamente cerca de 20000 personas al antildeo mueren generalmente agricultores por exposicioacuten continuada

a alguno de estos toacutexicos En la mayoriacutea de los casos los agricultores utilizan los pesticidas de forma que las

cantidades se desviacutean significativamente de las recomendadas ya que asocian cantidades maacutes altas con mayor

efectividad y velocidad de accioacuten El mal uso de dichos toacutexicos se ve en los signos presentes en los ecosistemas

afectados pudiendo llegar a ser perjudiciales para la salud humana Estos riesgos que causan tanto en la salud

como en el medioambiente pueden ser reducidos o en su defecto evitados mediante la educacioacuten sobre este tipo

de toacutexicos con el fin de frenar su uso excesivo y descontrolado [17]

Desde el punto de vista medioambiental los fitosanitarios empleados en un cultivo pueden persistir en los

distintos medios tierra aire o agua y afectar tanto a ecosistemas terrestres como acuaacuteticos En los sistemas

terrestres los suelos son contaminados mediante la aplicacioacuten del toacutexico de forma directa o como deposicioacuten del

resultado de una suspensioacuten aeacuterea Eacutestos pueden persistir desde varios diacuteas hasta varios antildeos ya que el suelo

retiene y moviliza el toacutexico despueacutes de su emisioacuten Los que persisten maacutes tiempo en el medioambiente tienen una

mayor probabilidad de interaccionar con otros elementos del sistema y si su vida media es mayor a la frecuencia

con la que se aplica el pesticida tienden a acumularse tanto en el suelo como en las especies que habitan en eacutel Por

otro lado el agua es contaminada por pesticidas bien por aplicacioacuten directa por estar presentes en las

precipitaciones de la atmoacutesfera o bien por la movilidad que tienen desde el suelo Tanto los pesticidas solubles

como los insolubles interaccionan con los ecosistemas acuaacuteticos los hidrosolubles persisten maacutes tiempo

solubilizados en agua mientras que los otros se asocian a los sedimentos y se concentran en las especies que

habitan el medio acuaacutetico [18]

Como consecuencia de la amplia distribucioacuten de los toacutexicos en aire suelo y agua se produce una acumulacioacuten de

ellos en los elementos que contribuyen a la alimentacioacuten humana ya que su amplio uso hace que el contacto con

los plaguicidas por parte de personas y animales sea inevitable La contaminacioacuten de los alimentos se puede

presentar por aplicacioacuten directa de los pesticidas el uso de eacutestos durante el manejo transporte y almacenamiento

de los productos comestibles o por su acumulacioacuten en la cadena troacutefica Son bioacumulables en el organismo

debido a su caraacutecter lipofiacutelico lo que les confiere una vida media en los tejidos larga La exposicioacuten a pesticidas

persistentes no tiene la misma repercusioacuten en cada uno de los individuos expuestos sino que se considera criacutetica la

exposicioacuten durante la etapas embrionaria fetal y primeros antildeos de vida en doacutende se transmite de madres a hijos

mediante la gestacioacuten y la lactancia como resultado de la acumulacioacuten en el tejido graso de la madre [19]

9

Capiacutetulo I Introduccioacuten

14 Legislacioacuten

El aumento del uso de fitosanitarios en actividades relacionadas con la produccioacuten de alimentos para consumo

humano o animal tambieacuten desembocoacute en una preocupacioacuten social debido a su toxicidad y bioacumulacioacuten En

respuesta la Organizacioacuten de las Naciones Unidas para la Alimentacioacuten y la Agricultura (FAO) en colaboracioacuten

con la Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS) pusieron en marcha un programa Codex Alimentarius cuyo

objetivo a traveacutes de sus normas y coacutedigos de praacutecticas alimentarias internacionales es garantizar la calidad e

inocuidad de los alimentos que estaacuten al alcance de cualquier persona Con estas normas internacionales los

consumidores pueden confiar en la calidad de los alimentos independientemente de su origen geograacutefico [20]

Todos los alimentos destinados al consumo humano o animal en la Unioacuten Europea estaacuten sujetos a un liacutemite

maacuteximo de residuos de plaguicidas para la proteccioacuten de la salud humana y animal Actualmente en lo referente a

legislacioacuten para el control de la cantidad del toacutexico en la uva estaacute vigente el Reglamento 3962005 del Parlamento

Europeo y del Consejo de 23 de febrero de 2005 referido a la regulacioacuten de los liacutemites maacuteximos de residuos de

plaguicidas en alimentos y piensos de origen vegetal y animal El liacutemite maacuteximo de residuos (LMR) se define co-

mo el nivel maacutes alto de un residuo de un pesticida que se tolera de manera legal sobre los alimentos o piensos

cuando se aplican correctamente Las cantidades de residuos que se encuentren deben ser lo maacutes bajas posible

para garantizar la seguridad en la alimentacioacuten de los consumidores Dichos liacutemites maacuteximos de residuos estaacuten

fijados por la Comisioacuten Europea pudieacutendose encontrar en su base de datos LMR [21]

A continuacioacuten en la Tabla I2 se resumen los LMRs de los compuestos de este estudio en uvas de vinificacioacuten

en unidades de mgkg de uva En el caso del vino no hay legislacioacuten en lo referente a estos pesticidas solamente

la recomendacioacuten de no superar el 10 del valor del LMR en uva

Compuesto LMRs (mgkg uva) Compuesto LMRs (mgkg uva)

AME 6 MET 1

BEN 03 MYC 1

BOS 5 PEN 02

CAR 05 PYC 2

CYP 3 PYM 5

DIM 3 TEC 1

FEH 15 TEF 3

FEP 001 TBZ 005

FLU 2 TME 04

IMI 1 THI-M 3

IPR 2 TRI 2

MAN 2

Tabla I2 Liacutemites maacuteximos de residuos permitidos para los compuestos estudiados en uvas

10

Capiacutetulo I Introduccioacuten

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS A MUESTRAS DE VINO

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)

Se entiende por extraccioacuten liacutequido-liacutequido al meacutetodo mediante el cual un analito de intereacutes se separa por el

contacto con otra fase en la cual tiene mayor afinidad de la matriz en la que se halle Los procesos de extraccioacuten

implican dos fases y requieren tres pasos sucesivos mezcla de materia prima y disolvente separacioacuten de las dos

fases despueacutes del contacto y eliminacioacuten del disolvente que contiene el analito [22]

La extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE) se basa en la distribucioacuten

de un analito entre dos fases liacutequidas inmiscibles en las

cuales analito y matriz tienen solubilidades diferentes

Principalmente una de las fases es un medio acuoso en

general se trata de la muestra y la otra un disolvente

orgaacutenico La selectividad y eficacia de este meacutetodo vienen

determinadas por la eleccioacuten del disolvente y por los factores

que pueden afectar al proceso de equilibrio (pH adiccioacuten de

sales neutras en la fase acuosa para reducir la solubilidad del

analito etc) [23] Esta teacutecnica permite llevar a cabo extracciones para un rango muy amplio de analitos siendo

una de las maacutes antiguas para la preparacioacuten de muestras en el anaacutelisis cualitativo y cuantitativo Ofrece grandes

capacidades de muestreo lineal y cuenta con la ventaja de la cantidad de informacioacuten existente sobre este meacutetodo

[24]

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

En 1978 aparecieron los primeros cartuchos desechables para la extraccioacuten en fase soacutelida y actualmente casi 40

antildeos despueacutes la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) es la teacutecnica de preparacioacuten de muestras maacutes empleada en los

laboratorios Es una teacutecnica de preparacioacuten y tratamiento de muestras que se basa en la retencioacuten en una fase

adsorbente del analito de intereacutes presente en una muestra liacutequida que pasa a traveacutes de ella Debido a la variedad de

formatos (discos cartuchos y jeringas) y tipos de adsorbentes (los maacutes comunes carboacuten activo aluacutemina siacutelica gel

silicato de magnesio siacutelices enlazadas y poliacutemeros como por ejemplo estinero-divinilbenceno) o la facilidad de

automatizacioacuten y acoplamiento con otras teacutecnicas como por ejemplo una conexioacuten directa con un sistema de

Figura I4 Fundamentos teoacutericos de la LLE [25]

11

Capiacutetulo I Introduccioacuten

cromatografiacutea este meacutetodo le fue ganando terreno a la LLE Otra ventaja muy importante de la SPE frente a la

LLE es la disminucioacuten en la cantidad de disolvente orgaacutenico empleada Cada vez se va innovando maacutes sobre esta

teacutecnica llegando a encontrarse fases adsorbentes formadas por poliacutemeros capaces de retener en un uacutenico

cartucho un amplio abanico de analitos lipofiacutelicos o hidrofoacutebicos aacutecidos baacutesicos o neutros [26]

El fundamento de esta extraccioacuten como se puede en la Figura I6

consiste en cuatro etapas acondicionamiento adiccioacuten de muestra

retencioacuten y elucioacuten de los analitos de intereacutes En primer lugar antes

de empezar la extraccioacuten se requiere una etapa de acondicionamiento

para preparar el adsorbente haciendo pasar un poco de disolvente

para asiacute interaccionar mejor con la muestra Luego se hace pasar la

muestra liacutequida por la fase soacutelida Idealmente el adsorbente retiene

los analitos selectivamente a medida que va pasando la muestra y la

matriz pasa sin ser retenida Por uacuteltimo los analitos se eluyen del

adsorbente con un disolvente con el que tenga mayor afinidad [27]

23 Teacutecnicas de microextraccioacuten

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)

En la microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME) se utilizan fibras de siacutelice fundida revestidas con un poliacutemero en un

disentildeo en forma de jeringa para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes El principio por el que se rige esta

extraccioacuten es el reparto del analito entre la matriz de la muestra y el revestimiento de la fibra mediante un proceso

no competitivo Se trata de un meacutetodo que cuenta con muchas ventajas ya que se elimina completamente el uso de

disolventes y aparte no son necesarios voluacutemenes de muestra grandes pero tambieacuten cuenta con algunas

desventajas ya que tanto la capacidad como la sensibilidad se ven limitadas [29]

En la figura I7 podemos ver las etapas de la extraccioacuten En un

vial cerrado con una caacutepsula y un seacuteptum tenemos la muestra

liacutequida o bien soacutelida que contenga los analitos de intereacutes

volaacutetiles Con la jeringa se perfora el seacuteptum y una vez dentro

se acciona el eacutembolo para la exposicioacuten de la fibra con los

analitos introducieacutendola en la muestra liacutequida o en su defecto

en el espacio de cabeza para la extraccioacuten de analitos volaacutetiles

de una muestra soacutelida Despueacutes de la extraccioacuten dentro del vial

Figura I6 Etapas de una SPE [28]

Figura I7 Etapas de una SPME [30]

12

Capiacutetulo I Introduccioacuten

la fibra se introduce de nuevo en la jeringa y se retira del vial [27]

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)

La microextraccioacuten en fase liacutequida se desarrolloacute como una alternativa a la LLE para la reduccioacuten en la cantidad de

disolventes orgaacutenicos siendo rentable tanto para el medioambiente como econoacutemicamente Entre las modalidades

maacutes populares de esta teacutecnica se encuentran microextraccioacuten con gota suspendida (SDME) y microextraccioacuten

liacutequido-liacutequido dispersiva (DLLME) En la SDME una gota de disolvente orgaacutenico es expuesta al espacio de

cabeza situado sobre una muestra en un vial dicha gota es suspendida del extremo de una microjeringa Por otro

lado la DLLME sobre una muestra acuosa se inyecta un pequentildeo volumen de una mezcla de disolventes en la

cual es dispersada formando una solucioacuten en la que se establece el equilibrio El disolvente de extraccioacuten debe

presentar una densidad inferior a la de la muestra para facilitar su recuperacioacuten normalmente despueacutes de

centrifugar el vial doacutende se realiza la extraccioacuten [31]

24 QuEChERS

La extraccioacuten QuEChERS de las palabras en ingleacutes Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe es un meacutetodo

de extraccioacuten que se desarrolloacute entre 2000 y 2002 para el anaacutelisis de pesticidas Como su nombre indica raacutepido

faacutecil barato eficaz robusto y seguro son las principales

caracteriacutesticas de esta preparacioacuten de muestra Se realiza en dos

etapas en primer lugar una extraccioacuten simple y una segunda fase

de purificacioacuten En la primera etapa tenemos el vial con la

muestra en el cual se antildeade un disolvente generalmente

acetonitrilo para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes en

presencia de diferentes sales (en el meacutetodo original se utiliza

sulfato de magnesio y cloruro de sodio) para facilitar la separacioacuten

de las fases En la segunda parte se realiza la purificacioacuten de la

fraccioacuten del extracto orgaacutenico Para eso se lleva a cabo una

limpieza de los analitos eliminando el agua y los compuestos

presentes en la matriz de la muestra empleando un adsorbente PSA (amina primaria y secundaria) C18 carboacuten

negro grafitizado (GCB) o una combinacioacuten de eacutestas [32]

Figura I8 Etapas de QuEChERS [33]

13

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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51

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53

Page 11: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Ametoctradin

(AME)

5-ethyl-6-

octyl[124]triazolo[15-

a]pyrimidin-7-amine

C15H25N5 865318-97-4 F 440 278

Benalaxyl

(BEN)

Methyl-N-(phenylacetyl)-N-

(26-xylyl)-D-alaninate C20H23NO3 98243-83-5 F 368 -

Boscalid

(BOS)

2-Chloro-N-(4rsquo-

chlorobiphenyl-2-yl)-

nicotinamide

C18H12Cl2N2O 188425-85-6 F 296 -

Carbendazim

(CAR)

Methyl 2-benzimidazole

carbamate C9H9N3O2 10605-21-7 F 148 420

Cyprodinil

(CYP)

4-Cyclopropyl-6-methyl-N-

phenilpyrimidin-2-amine C14H15N3 121552-61-2 F 400 309

Dimethomorph

(DIM)

(2E)-3-(4-chlorophenyl)-3-(34-

dimethoxyphenyl)-1-

(morpholin-4-yl)prop-2-en-1-

one

C21H22ClNO4 110488-70-5 F 268 -13

Fenhexamid

(FEH)

N-(23-dichloro-4-

hydroxyphenyl)-1-methyl-

cyclohexanecarboxamide

C14H17Cl2NO2 126833-17-8 F 351 73

Fenpropidin

(FEP)

1-[(RS)-3-(4-tert-butylphenyl)-

2-methylpropyl]piperidine C19H31N 67306-00-7 F 26 1013

Fluopicolid

(FLU)

26-dichloro-N-[3-chloro-5-

(trifluoromethyl)-2-

pyridylmethyl]benzamide

C14H8Cl3F3N2O 239110-15-7 F 29 -

Imidacloprid

(IMI)

(E)-1-(6-chloro-3-

pyridylmethyl)-N-

nitroimidazolidin-2-

ylideneamine

C9H10ClN5O2 138261-41-3 I 057 -

Iprovalicarb

(IPR)

Isopropyl (S)-2-methyl-1-[1-(p-

tolyl)ethylcarbamoyl]propyl-

carbamate

C18H28N2O3 140923-17-7 F 32 -

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I1 Estructura clasificacioacuten y propiedades fiacutesico-quiacutemicas de intereacutes para los analitos de estudio

7

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Mandipropamid

(MAN)

2-(4-chlorophenyl)-N-[3-

methoxy-4-(2-

propynyloxy)phenethyl]-2-(2-

propynyloxy)acetamide

C23H22ClNO4 374726-62-2 F 32 -

Metalaxyl

(MET)

N-(26-dimethylphenyl)-N-

(methoxyacetyl)-DL-alanine

methyl ester

C15H21NO4 57837-19-1 F 175 000

Myclobutanil

(MYC)

2-(4-chlorophenyl)-2-(1H-

124-triazol-1-

ylmethyl)hexanentrile

C15H17ClN4 88671-89-0 F 289 230

Penconazol

(PEN)

1-[2-(24-

dichlorophenyl)pentyl]-1H-

124-triazole

C13H15Cl2N3 66246-88-6 F 372 151

Pyraclostrobin

(PYC)

Methyl2-[1-(4-chlorophenyl)-

1H-pyrazol-3-

yloxymethyl]phenylmetoxy-

carbamate

C19H18ClN3O4 175013-18-0 F 399 -

Pyrimethanil

(PYM)

4-6-dimethyl-N-phenyl-2-

pyrimidinamine C12H13N3 53112-28-0 F 284 352

Tebuconazol

(TEC)

1-(4-chlorophenyl)-44-

dimethyl-3-(1H-124-triazol-1-

ylmethyl)-3-pentanol

C16H22ClN3O 107534-96-3 F 370 500

Tebufenozid

(TEF)

35-dimethylbenzoic acid 1-

(11-dimethylethyl)-2-(4-

ethylbenzoyl)hidrazide

C22H28N2O2 112410-23-8 I 425 -

Thiabendazol

(TBZ)

2-(13-thiazol-4-yl)-1H-

benzimidazole C10H7N3S 148-79-8 F 239 473

Thiamethoxam

(TME)

3-[(2-chloro-5-

thiazolyl)methyl]tetrahydro-5-

methyl-N-nitro-4H-135-

oxadiazin-4-imine

C8H10ClN5O3S 153719-23-4 I -013 -

Thiophanate-

methyl

(THI-M)

DimethylNNrsquo-[12-

phenylenebis(azanediylcarbono

thioyl)] dicarbamate

C12H14N4O4S2 23564-05-8 F 145 728

Triadimenol

(TRI)

1-(4-chlorophenoxy)-33-

dimethyl-1-(1H-124-triazol-1-

yl)-2-butanol

C14H18ClN3O2 55219-65-3 F 318

-

ordf Valores para la forma neutra 8

Capiacutetulo I Introduccioacuten

13 Toxicidad de los pesticidas

En los uacuteltimos antildeos el uso indiscriminado de pesticidas de siacutentesis en agricultura ha creado graves problemas de

salud y medioambientales ya que su uso debido al aumento de la poblacioacuten y por consiguiente de la actividad

agraria se ha incrementado considerablemente Durante las tres uacuteltimas deacutecadas una estimacioacuten dada por la

Organizacioacuten Mundial de la Salud y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente revela que

aproximadamente cerca de 20000 personas al antildeo mueren generalmente agricultores por exposicioacuten continuada

a alguno de estos toacutexicos En la mayoriacutea de los casos los agricultores utilizan los pesticidas de forma que las

cantidades se desviacutean significativamente de las recomendadas ya que asocian cantidades maacutes altas con mayor

efectividad y velocidad de accioacuten El mal uso de dichos toacutexicos se ve en los signos presentes en los ecosistemas

afectados pudiendo llegar a ser perjudiciales para la salud humana Estos riesgos que causan tanto en la salud

como en el medioambiente pueden ser reducidos o en su defecto evitados mediante la educacioacuten sobre este tipo

de toacutexicos con el fin de frenar su uso excesivo y descontrolado [17]

Desde el punto de vista medioambiental los fitosanitarios empleados en un cultivo pueden persistir en los

distintos medios tierra aire o agua y afectar tanto a ecosistemas terrestres como acuaacuteticos En los sistemas

terrestres los suelos son contaminados mediante la aplicacioacuten del toacutexico de forma directa o como deposicioacuten del

resultado de una suspensioacuten aeacuterea Eacutestos pueden persistir desde varios diacuteas hasta varios antildeos ya que el suelo

retiene y moviliza el toacutexico despueacutes de su emisioacuten Los que persisten maacutes tiempo en el medioambiente tienen una

mayor probabilidad de interaccionar con otros elementos del sistema y si su vida media es mayor a la frecuencia

con la que se aplica el pesticida tienden a acumularse tanto en el suelo como en las especies que habitan en eacutel Por

otro lado el agua es contaminada por pesticidas bien por aplicacioacuten directa por estar presentes en las

precipitaciones de la atmoacutesfera o bien por la movilidad que tienen desde el suelo Tanto los pesticidas solubles

como los insolubles interaccionan con los ecosistemas acuaacuteticos los hidrosolubles persisten maacutes tiempo

solubilizados en agua mientras que los otros se asocian a los sedimentos y se concentran en las especies que

habitan el medio acuaacutetico [18]

Como consecuencia de la amplia distribucioacuten de los toacutexicos en aire suelo y agua se produce una acumulacioacuten de

ellos en los elementos que contribuyen a la alimentacioacuten humana ya que su amplio uso hace que el contacto con

los plaguicidas por parte de personas y animales sea inevitable La contaminacioacuten de los alimentos se puede

presentar por aplicacioacuten directa de los pesticidas el uso de eacutestos durante el manejo transporte y almacenamiento

de los productos comestibles o por su acumulacioacuten en la cadena troacutefica Son bioacumulables en el organismo

debido a su caraacutecter lipofiacutelico lo que les confiere una vida media en los tejidos larga La exposicioacuten a pesticidas

persistentes no tiene la misma repercusioacuten en cada uno de los individuos expuestos sino que se considera criacutetica la

exposicioacuten durante la etapas embrionaria fetal y primeros antildeos de vida en doacutende se transmite de madres a hijos

mediante la gestacioacuten y la lactancia como resultado de la acumulacioacuten en el tejido graso de la madre [19]

9

Capiacutetulo I Introduccioacuten

14 Legislacioacuten

El aumento del uso de fitosanitarios en actividades relacionadas con la produccioacuten de alimentos para consumo

humano o animal tambieacuten desembocoacute en una preocupacioacuten social debido a su toxicidad y bioacumulacioacuten En

respuesta la Organizacioacuten de las Naciones Unidas para la Alimentacioacuten y la Agricultura (FAO) en colaboracioacuten

con la Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS) pusieron en marcha un programa Codex Alimentarius cuyo

objetivo a traveacutes de sus normas y coacutedigos de praacutecticas alimentarias internacionales es garantizar la calidad e

inocuidad de los alimentos que estaacuten al alcance de cualquier persona Con estas normas internacionales los

consumidores pueden confiar en la calidad de los alimentos independientemente de su origen geograacutefico [20]

Todos los alimentos destinados al consumo humano o animal en la Unioacuten Europea estaacuten sujetos a un liacutemite

maacuteximo de residuos de plaguicidas para la proteccioacuten de la salud humana y animal Actualmente en lo referente a

legislacioacuten para el control de la cantidad del toacutexico en la uva estaacute vigente el Reglamento 3962005 del Parlamento

Europeo y del Consejo de 23 de febrero de 2005 referido a la regulacioacuten de los liacutemites maacuteximos de residuos de

plaguicidas en alimentos y piensos de origen vegetal y animal El liacutemite maacuteximo de residuos (LMR) se define co-

mo el nivel maacutes alto de un residuo de un pesticida que se tolera de manera legal sobre los alimentos o piensos

cuando se aplican correctamente Las cantidades de residuos que se encuentren deben ser lo maacutes bajas posible

para garantizar la seguridad en la alimentacioacuten de los consumidores Dichos liacutemites maacuteximos de residuos estaacuten

fijados por la Comisioacuten Europea pudieacutendose encontrar en su base de datos LMR [21]

A continuacioacuten en la Tabla I2 se resumen los LMRs de los compuestos de este estudio en uvas de vinificacioacuten

en unidades de mgkg de uva En el caso del vino no hay legislacioacuten en lo referente a estos pesticidas solamente

la recomendacioacuten de no superar el 10 del valor del LMR en uva

Compuesto LMRs (mgkg uva) Compuesto LMRs (mgkg uva)

AME 6 MET 1

BEN 03 MYC 1

BOS 5 PEN 02

CAR 05 PYC 2

CYP 3 PYM 5

DIM 3 TEC 1

FEH 15 TEF 3

FEP 001 TBZ 005

FLU 2 TME 04

IMI 1 THI-M 3

IPR 2 TRI 2

MAN 2

Tabla I2 Liacutemites maacuteximos de residuos permitidos para los compuestos estudiados en uvas

10

Capiacutetulo I Introduccioacuten

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS A MUESTRAS DE VINO

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)

Se entiende por extraccioacuten liacutequido-liacutequido al meacutetodo mediante el cual un analito de intereacutes se separa por el

contacto con otra fase en la cual tiene mayor afinidad de la matriz en la que se halle Los procesos de extraccioacuten

implican dos fases y requieren tres pasos sucesivos mezcla de materia prima y disolvente separacioacuten de las dos

fases despueacutes del contacto y eliminacioacuten del disolvente que contiene el analito [22]

La extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE) se basa en la distribucioacuten

de un analito entre dos fases liacutequidas inmiscibles en las

cuales analito y matriz tienen solubilidades diferentes

Principalmente una de las fases es un medio acuoso en

general se trata de la muestra y la otra un disolvente

orgaacutenico La selectividad y eficacia de este meacutetodo vienen

determinadas por la eleccioacuten del disolvente y por los factores

que pueden afectar al proceso de equilibrio (pH adiccioacuten de

sales neutras en la fase acuosa para reducir la solubilidad del

analito etc) [23] Esta teacutecnica permite llevar a cabo extracciones para un rango muy amplio de analitos siendo

una de las maacutes antiguas para la preparacioacuten de muestras en el anaacutelisis cualitativo y cuantitativo Ofrece grandes

capacidades de muestreo lineal y cuenta con la ventaja de la cantidad de informacioacuten existente sobre este meacutetodo

[24]

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

En 1978 aparecieron los primeros cartuchos desechables para la extraccioacuten en fase soacutelida y actualmente casi 40

antildeos despueacutes la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) es la teacutecnica de preparacioacuten de muestras maacutes empleada en los

laboratorios Es una teacutecnica de preparacioacuten y tratamiento de muestras que se basa en la retencioacuten en una fase

adsorbente del analito de intereacutes presente en una muestra liacutequida que pasa a traveacutes de ella Debido a la variedad de

formatos (discos cartuchos y jeringas) y tipos de adsorbentes (los maacutes comunes carboacuten activo aluacutemina siacutelica gel

silicato de magnesio siacutelices enlazadas y poliacutemeros como por ejemplo estinero-divinilbenceno) o la facilidad de

automatizacioacuten y acoplamiento con otras teacutecnicas como por ejemplo una conexioacuten directa con un sistema de

Figura I4 Fundamentos teoacutericos de la LLE [25]

11

Capiacutetulo I Introduccioacuten

cromatografiacutea este meacutetodo le fue ganando terreno a la LLE Otra ventaja muy importante de la SPE frente a la

LLE es la disminucioacuten en la cantidad de disolvente orgaacutenico empleada Cada vez se va innovando maacutes sobre esta

teacutecnica llegando a encontrarse fases adsorbentes formadas por poliacutemeros capaces de retener en un uacutenico

cartucho un amplio abanico de analitos lipofiacutelicos o hidrofoacutebicos aacutecidos baacutesicos o neutros [26]

El fundamento de esta extraccioacuten como se puede en la Figura I6

consiste en cuatro etapas acondicionamiento adiccioacuten de muestra

retencioacuten y elucioacuten de los analitos de intereacutes En primer lugar antes

de empezar la extraccioacuten se requiere una etapa de acondicionamiento

para preparar el adsorbente haciendo pasar un poco de disolvente

para asiacute interaccionar mejor con la muestra Luego se hace pasar la

muestra liacutequida por la fase soacutelida Idealmente el adsorbente retiene

los analitos selectivamente a medida que va pasando la muestra y la

matriz pasa sin ser retenida Por uacuteltimo los analitos se eluyen del

adsorbente con un disolvente con el que tenga mayor afinidad [27]

23 Teacutecnicas de microextraccioacuten

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)

En la microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME) se utilizan fibras de siacutelice fundida revestidas con un poliacutemero en un

disentildeo en forma de jeringa para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes El principio por el que se rige esta

extraccioacuten es el reparto del analito entre la matriz de la muestra y el revestimiento de la fibra mediante un proceso

no competitivo Se trata de un meacutetodo que cuenta con muchas ventajas ya que se elimina completamente el uso de

disolventes y aparte no son necesarios voluacutemenes de muestra grandes pero tambieacuten cuenta con algunas

desventajas ya que tanto la capacidad como la sensibilidad se ven limitadas [29]

En la figura I7 podemos ver las etapas de la extraccioacuten En un

vial cerrado con una caacutepsula y un seacuteptum tenemos la muestra

liacutequida o bien soacutelida que contenga los analitos de intereacutes

volaacutetiles Con la jeringa se perfora el seacuteptum y una vez dentro

se acciona el eacutembolo para la exposicioacuten de la fibra con los

analitos introducieacutendola en la muestra liacutequida o en su defecto

en el espacio de cabeza para la extraccioacuten de analitos volaacutetiles

de una muestra soacutelida Despueacutes de la extraccioacuten dentro del vial

Figura I6 Etapas de una SPE [28]

Figura I7 Etapas de una SPME [30]

12

Capiacutetulo I Introduccioacuten

la fibra se introduce de nuevo en la jeringa y se retira del vial [27]

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)

La microextraccioacuten en fase liacutequida se desarrolloacute como una alternativa a la LLE para la reduccioacuten en la cantidad de

disolventes orgaacutenicos siendo rentable tanto para el medioambiente como econoacutemicamente Entre las modalidades

maacutes populares de esta teacutecnica se encuentran microextraccioacuten con gota suspendida (SDME) y microextraccioacuten

liacutequido-liacutequido dispersiva (DLLME) En la SDME una gota de disolvente orgaacutenico es expuesta al espacio de

cabeza situado sobre una muestra en un vial dicha gota es suspendida del extremo de una microjeringa Por otro

lado la DLLME sobre una muestra acuosa se inyecta un pequentildeo volumen de una mezcla de disolventes en la

cual es dispersada formando una solucioacuten en la que se establece el equilibrio El disolvente de extraccioacuten debe

presentar una densidad inferior a la de la muestra para facilitar su recuperacioacuten normalmente despueacutes de

centrifugar el vial doacutende se realiza la extraccioacuten [31]

24 QuEChERS

La extraccioacuten QuEChERS de las palabras en ingleacutes Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe es un meacutetodo

de extraccioacuten que se desarrolloacute entre 2000 y 2002 para el anaacutelisis de pesticidas Como su nombre indica raacutepido

faacutecil barato eficaz robusto y seguro son las principales

caracteriacutesticas de esta preparacioacuten de muestra Se realiza en dos

etapas en primer lugar una extraccioacuten simple y una segunda fase

de purificacioacuten En la primera etapa tenemos el vial con la

muestra en el cual se antildeade un disolvente generalmente

acetonitrilo para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes en

presencia de diferentes sales (en el meacutetodo original se utiliza

sulfato de magnesio y cloruro de sodio) para facilitar la separacioacuten

de las fases En la segunda parte se realiza la purificacioacuten de la

fraccioacuten del extracto orgaacutenico Para eso se lleva a cabo una

limpieza de los analitos eliminando el agua y los compuestos

presentes en la matriz de la muestra empleando un adsorbente PSA (amina primaria y secundaria) C18 carboacuten

negro grafitizado (GCB) o una combinacioacuten de eacutestas [32]

Figura I8 Etapas de QuEChERS [33]

13

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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51

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53

Page 12: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Compuesto Estructura Nombre sistemaacutetico Foacutermula CAS Uso ordflog (kow) pKa

Mandipropamid

(MAN)

2-(4-chlorophenyl)-N-[3-

methoxy-4-(2-

propynyloxy)phenethyl]-2-(2-

propynyloxy)acetamide

C23H22ClNO4 374726-62-2 F 32 -

Metalaxyl

(MET)

N-(26-dimethylphenyl)-N-

(methoxyacetyl)-DL-alanine

methyl ester

C15H21NO4 57837-19-1 F 175 000

Myclobutanil

(MYC)

2-(4-chlorophenyl)-2-(1H-

124-triazol-1-

ylmethyl)hexanentrile

C15H17ClN4 88671-89-0 F 289 230

Penconazol

(PEN)

1-[2-(24-

dichlorophenyl)pentyl]-1H-

124-triazole

C13H15Cl2N3 66246-88-6 F 372 151

Pyraclostrobin

(PYC)

Methyl2-[1-(4-chlorophenyl)-

1H-pyrazol-3-

yloxymethyl]phenylmetoxy-

carbamate

C19H18ClN3O4 175013-18-0 F 399 -

Pyrimethanil

(PYM)

4-6-dimethyl-N-phenyl-2-

pyrimidinamine C12H13N3 53112-28-0 F 284 352

Tebuconazol

(TEC)

1-(4-chlorophenyl)-44-

dimethyl-3-(1H-124-triazol-1-

ylmethyl)-3-pentanol

C16H22ClN3O 107534-96-3 F 370 500

Tebufenozid

(TEF)

35-dimethylbenzoic acid 1-

(11-dimethylethyl)-2-(4-

ethylbenzoyl)hidrazide

C22H28N2O2 112410-23-8 I 425 -

Thiabendazol

(TBZ)

2-(13-thiazol-4-yl)-1H-

benzimidazole C10H7N3S 148-79-8 F 239 473

Thiamethoxam

(TME)

3-[(2-chloro-5-

thiazolyl)methyl]tetrahydro-5-

methyl-N-nitro-4H-135-

oxadiazin-4-imine

C8H10ClN5O3S 153719-23-4 I -013 -

Thiophanate-

methyl

(THI-M)

DimethylNNrsquo-[12-

phenylenebis(azanediylcarbono

thioyl)] dicarbamate

C12H14N4O4S2 23564-05-8 F 145 728

Triadimenol

(TRI)

1-(4-chlorophenoxy)-33-

dimethyl-1-(1H-124-triazol-1-

yl)-2-butanol

C14H18ClN3O2 55219-65-3 F 318

-

ordf Valores para la forma neutra 8

Capiacutetulo I Introduccioacuten

13 Toxicidad de los pesticidas

En los uacuteltimos antildeos el uso indiscriminado de pesticidas de siacutentesis en agricultura ha creado graves problemas de

salud y medioambientales ya que su uso debido al aumento de la poblacioacuten y por consiguiente de la actividad

agraria se ha incrementado considerablemente Durante las tres uacuteltimas deacutecadas una estimacioacuten dada por la

Organizacioacuten Mundial de la Salud y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente revela que

aproximadamente cerca de 20000 personas al antildeo mueren generalmente agricultores por exposicioacuten continuada

a alguno de estos toacutexicos En la mayoriacutea de los casos los agricultores utilizan los pesticidas de forma que las

cantidades se desviacutean significativamente de las recomendadas ya que asocian cantidades maacutes altas con mayor

efectividad y velocidad de accioacuten El mal uso de dichos toacutexicos se ve en los signos presentes en los ecosistemas

afectados pudiendo llegar a ser perjudiciales para la salud humana Estos riesgos que causan tanto en la salud

como en el medioambiente pueden ser reducidos o en su defecto evitados mediante la educacioacuten sobre este tipo

de toacutexicos con el fin de frenar su uso excesivo y descontrolado [17]

Desde el punto de vista medioambiental los fitosanitarios empleados en un cultivo pueden persistir en los

distintos medios tierra aire o agua y afectar tanto a ecosistemas terrestres como acuaacuteticos En los sistemas

terrestres los suelos son contaminados mediante la aplicacioacuten del toacutexico de forma directa o como deposicioacuten del

resultado de una suspensioacuten aeacuterea Eacutestos pueden persistir desde varios diacuteas hasta varios antildeos ya que el suelo

retiene y moviliza el toacutexico despueacutes de su emisioacuten Los que persisten maacutes tiempo en el medioambiente tienen una

mayor probabilidad de interaccionar con otros elementos del sistema y si su vida media es mayor a la frecuencia

con la que se aplica el pesticida tienden a acumularse tanto en el suelo como en las especies que habitan en eacutel Por

otro lado el agua es contaminada por pesticidas bien por aplicacioacuten directa por estar presentes en las

precipitaciones de la atmoacutesfera o bien por la movilidad que tienen desde el suelo Tanto los pesticidas solubles

como los insolubles interaccionan con los ecosistemas acuaacuteticos los hidrosolubles persisten maacutes tiempo

solubilizados en agua mientras que los otros se asocian a los sedimentos y se concentran en las especies que

habitan el medio acuaacutetico [18]

Como consecuencia de la amplia distribucioacuten de los toacutexicos en aire suelo y agua se produce una acumulacioacuten de

ellos en los elementos que contribuyen a la alimentacioacuten humana ya que su amplio uso hace que el contacto con

los plaguicidas por parte de personas y animales sea inevitable La contaminacioacuten de los alimentos se puede

presentar por aplicacioacuten directa de los pesticidas el uso de eacutestos durante el manejo transporte y almacenamiento

de los productos comestibles o por su acumulacioacuten en la cadena troacutefica Son bioacumulables en el organismo

debido a su caraacutecter lipofiacutelico lo que les confiere una vida media en los tejidos larga La exposicioacuten a pesticidas

persistentes no tiene la misma repercusioacuten en cada uno de los individuos expuestos sino que se considera criacutetica la

exposicioacuten durante la etapas embrionaria fetal y primeros antildeos de vida en doacutende se transmite de madres a hijos

mediante la gestacioacuten y la lactancia como resultado de la acumulacioacuten en el tejido graso de la madre [19]

9

Capiacutetulo I Introduccioacuten

14 Legislacioacuten

El aumento del uso de fitosanitarios en actividades relacionadas con la produccioacuten de alimentos para consumo

humano o animal tambieacuten desembocoacute en una preocupacioacuten social debido a su toxicidad y bioacumulacioacuten En

respuesta la Organizacioacuten de las Naciones Unidas para la Alimentacioacuten y la Agricultura (FAO) en colaboracioacuten

con la Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS) pusieron en marcha un programa Codex Alimentarius cuyo

objetivo a traveacutes de sus normas y coacutedigos de praacutecticas alimentarias internacionales es garantizar la calidad e

inocuidad de los alimentos que estaacuten al alcance de cualquier persona Con estas normas internacionales los

consumidores pueden confiar en la calidad de los alimentos independientemente de su origen geograacutefico [20]

Todos los alimentos destinados al consumo humano o animal en la Unioacuten Europea estaacuten sujetos a un liacutemite

maacuteximo de residuos de plaguicidas para la proteccioacuten de la salud humana y animal Actualmente en lo referente a

legislacioacuten para el control de la cantidad del toacutexico en la uva estaacute vigente el Reglamento 3962005 del Parlamento

Europeo y del Consejo de 23 de febrero de 2005 referido a la regulacioacuten de los liacutemites maacuteximos de residuos de

plaguicidas en alimentos y piensos de origen vegetal y animal El liacutemite maacuteximo de residuos (LMR) se define co-

mo el nivel maacutes alto de un residuo de un pesticida que se tolera de manera legal sobre los alimentos o piensos

cuando se aplican correctamente Las cantidades de residuos que se encuentren deben ser lo maacutes bajas posible

para garantizar la seguridad en la alimentacioacuten de los consumidores Dichos liacutemites maacuteximos de residuos estaacuten

fijados por la Comisioacuten Europea pudieacutendose encontrar en su base de datos LMR [21]

A continuacioacuten en la Tabla I2 se resumen los LMRs de los compuestos de este estudio en uvas de vinificacioacuten

en unidades de mgkg de uva En el caso del vino no hay legislacioacuten en lo referente a estos pesticidas solamente

la recomendacioacuten de no superar el 10 del valor del LMR en uva

Compuesto LMRs (mgkg uva) Compuesto LMRs (mgkg uva)

AME 6 MET 1

BEN 03 MYC 1

BOS 5 PEN 02

CAR 05 PYC 2

CYP 3 PYM 5

DIM 3 TEC 1

FEH 15 TEF 3

FEP 001 TBZ 005

FLU 2 TME 04

IMI 1 THI-M 3

IPR 2 TRI 2

MAN 2

Tabla I2 Liacutemites maacuteximos de residuos permitidos para los compuestos estudiados en uvas

10

Capiacutetulo I Introduccioacuten

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS A MUESTRAS DE VINO

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)

Se entiende por extraccioacuten liacutequido-liacutequido al meacutetodo mediante el cual un analito de intereacutes se separa por el

contacto con otra fase en la cual tiene mayor afinidad de la matriz en la que se halle Los procesos de extraccioacuten

implican dos fases y requieren tres pasos sucesivos mezcla de materia prima y disolvente separacioacuten de las dos

fases despueacutes del contacto y eliminacioacuten del disolvente que contiene el analito [22]

La extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE) se basa en la distribucioacuten

de un analito entre dos fases liacutequidas inmiscibles en las

cuales analito y matriz tienen solubilidades diferentes

Principalmente una de las fases es un medio acuoso en

general se trata de la muestra y la otra un disolvente

orgaacutenico La selectividad y eficacia de este meacutetodo vienen

determinadas por la eleccioacuten del disolvente y por los factores

que pueden afectar al proceso de equilibrio (pH adiccioacuten de

sales neutras en la fase acuosa para reducir la solubilidad del

analito etc) [23] Esta teacutecnica permite llevar a cabo extracciones para un rango muy amplio de analitos siendo

una de las maacutes antiguas para la preparacioacuten de muestras en el anaacutelisis cualitativo y cuantitativo Ofrece grandes

capacidades de muestreo lineal y cuenta con la ventaja de la cantidad de informacioacuten existente sobre este meacutetodo

[24]

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

En 1978 aparecieron los primeros cartuchos desechables para la extraccioacuten en fase soacutelida y actualmente casi 40

antildeos despueacutes la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) es la teacutecnica de preparacioacuten de muestras maacutes empleada en los

laboratorios Es una teacutecnica de preparacioacuten y tratamiento de muestras que se basa en la retencioacuten en una fase

adsorbente del analito de intereacutes presente en una muestra liacutequida que pasa a traveacutes de ella Debido a la variedad de

formatos (discos cartuchos y jeringas) y tipos de adsorbentes (los maacutes comunes carboacuten activo aluacutemina siacutelica gel

silicato de magnesio siacutelices enlazadas y poliacutemeros como por ejemplo estinero-divinilbenceno) o la facilidad de

automatizacioacuten y acoplamiento con otras teacutecnicas como por ejemplo una conexioacuten directa con un sistema de

Figura I4 Fundamentos teoacutericos de la LLE [25]

11

Capiacutetulo I Introduccioacuten

cromatografiacutea este meacutetodo le fue ganando terreno a la LLE Otra ventaja muy importante de la SPE frente a la

LLE es la disminucioacuten en la cantidad de disolvente orgaacutenico empleada Cada vez se va innovando maacutes sobre esta

teacutecnica llegando a encontrarse fases adsorbentes formadas por poliacutemeros capaces de retener en un uacutenico

cartucho un amplio abanico de analitos lipofiacutelicos o hidrofoacutebicos aacutecidos baacutesicos o neutros [26]

El fundamento de esta extraccioacuten como se puede en la Figura I6

consiste en cuatro etapas acondicionamiento adiccioacuten de muestra

retencioacuten y elucioacuten de los analitos de intereacutes En primer lugar antes

de empezar la extraccioacuten se requiere una etapa de acondicionamiento

para preparar el adsorbente haciendo pasar un poco de disolvente

para asiacute interaccionar mejor con la muestra Luego se hace pasar la

muestra liacutequida por la fase soacutelida Idealmente el adsorbente retiene

los analitos selectivamente a medida que va pasando la muestra y la

matriz pasa sin ser retenida Por uacuteltimo los analitos se eluyen del

adsorbente con un disolvente con el que tenga mayor afinidad [27]

23 Teacutecnicas de microextraccioacuten

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)

En la microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME) se utilizan fibras de siacutelice fundida revestidas con un poliacutemero en un

disentildeo en forma de jeringa para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes El principio por el que se rige esta

extraccioacuten es el reparto del analito entre la matriz de la muestra y el revestimiento de la fibra mediante un proceso

no competitivo Se trata de un meacutetodo que cuenta con muchas ventajas ya que se elimina completamente el uso de

disolventes y aparte no son necesarios voluacutemenes de muestra grandes pero tambieacuten cuenta con algunas

desventajas ya que tanto la capacidad como la sensibilidad se ven limitadas [29]

En la figura I7 podemos ver las etapas de la extraccioacuten En un

vial cerrado con una caacutepsula y un seacuteptum tenemos la muestra

liacutequida o bien soacutelida que contenga los analitos de intereacutes

volaacutetiles Con la jeringa se perfora el seacuteptum y una vez dentro

se acciona el eacutembolo para la exposicioacuten de la fibra con los

analitos introducieacutendola en la muestra liacutequida o en su defecto

en el espacio de cabeza para la extraccioacuten de analitos volaacutetiles

de una muestra soacutelida Despueacutes de la extraccioacuten dentro del vial

Figura I6 Etapas de una SPE [28]

Figura I7 Etapas de una SPME [30]

12

Capiacutetulo I Introduccioacuten

la fibra se introduce de nuevo en la jeringa y se retira del vial [27]

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)

La microextraccioacuten en fase liacutequida se desarrolloacute como una alternativa a la LLE para la reduccioacuten en la cantidad de

disolventes orgaacutenicos siendo rentable tanto para el medioambiente como econoacutemicamente Entre las modalidades

maacutes populares de esta teacutecnica se encuentran microextraccioacuten con gota suspendida (SDME) y microextraccioacuten

liacutequido-liacutequido dispersiva (DLLME) En la SDME una gota de disolvente orgaacutenico es expuesta al espacio de

cabeza situado sobre una muestra en un vial dicha gota es suspendida del extremo de una microjeringa Por otro

lado la DLLME sobre una muestra acuosa se inyecta un pequentildeo volumen de una mezcla de disolventes en la

cual es dispersada formando una solucioacuten en la que se establece el equilibrio El disolvente de extraccioacuten debe

presentar una densidad inferior a la de la muestra para facilitar su recuperacioacuten normalmente despueacutes de

centrifugar el vial doacutende se realiza la extraccioacuten [31]

24 QuEChERS

La extraccioacuten QuEChERS de las palabras en ingleacutes Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe es un meacutetodo

de extraccioacuten que se desarrolloacute entre 2000 y 2002 para el anaacutelisis de pesticidas Como su nombre indica raacutepido

faacutecil barato eficaz robusto y seguro son las principales

caracteriacutesticas de esta preparacioacuten de muestra Se realiza en dos

etapas en primer lugar una extraccioacuten simple y una segunda fase

de purificacioacuten En la primera etapa tenemos el vial con la

muestra en el cual se antildeade un disolvente generalmente

acetonitrilo para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes en

presencia de diferentes sales (en el meacutetodo original se utiliza

sulfato de magnesio y cloruro de sodio) para facilitar la separacioacuten

de las fases En la segunda parte se realiza la purificacioacuten de la

fraccioacuten del extracto orgaacutenico Para eso se lleva a cabo una

limpieza de los analitos eliminando el agua y los compuestos

presentes en la matriz de la muestra empleando un adsorbente PSA (amina primaria y secundaria) C18 carboacuten

negro grafitizado (GCB) o una combinacioacuten de eacutestas [32]

Figura I8 Etapas de QuEChERS [33]

13

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

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51

IV Bibliografiacutea [18] BADII Mohammad H LANDEROS Jeroacutenimo Plaguicidas que afectan a la salud humana y la sustentabilidad CULCyT 2015 no 19 Revista vista en httpopenjournaluacjmxojsindexphpculcytarticleview454 (Acceso el diacutea 772017) [19] OLEA Nicolaacutes FERNAacuteNDEZ Mariana F Plaguicidas persistentes En Congreso Implementacioacuten del Convenio de Contaminantes Orgaacutenicos Persistentes Madrid 2001 p 26-27 [20] httpwwwfaoorgfao-who-codexalimentariusabout-codexes (Acceso el diacutea 14052017) [21] httpeceuropaeufoodplantpesticidesmax_residue_levels_en (Acceso el diacutea 14052017 [22] ORDONtildeEZ Juan A Cambero Rodriacuteguez MI Fernaacutendez Aacutelvarez L Garciacutea Sanz ML Garciacutea de Fernando Minguilloacuten GD de la Hoz Perales L Selgas Cortecero MD Tecnologiacutea de los alimentos Volumen 1 Componentes de los Alimentos y Procesos Siacutentesis Madrid 1998paacutegs 349-351 [23] CELA Rafael Casais Maria del Carmen Lorenzo Rosa Antonia Teacutecnicas de separacioacuten en quiacutemica analiacutetica Siacutentesis 2002 Capiacutetulo 11 Extraccioacuten y lixiviacioacuten por disolvente (paacutegs206-260) [24] CANTWELL Frederick F LOSIER Manon Liquidmdashliquid extraction Comprehensive Analytical Chemistry 2002 vol 37 p 297-340 [25] Imagen de LLE sacada de httpprocesosbiowikispacescomExtracciC3B3n+liquido-liquido (Acceso el diacutea 15052017) [26] HENNION Marie-Claire Solid-phase extraction method development sorbents and coupling with liquid chromatography Journal of Chromatography A 1999 vol 856 no 1 p 3-54 [27] CELA Rafael Casais Maria del Carmen Lorenzo Rosa Antonia Teacutecnicas de separacioacuten en quiacutemica analiacutetica Siacutentesis 2002 Capiacutetulo 16 Teacutecnicas de adsorcioacuten y absorcioacuten en la preparacioacuten de muestras Extraccioacuten y microextraccioacuten en fase soacutelida (paacutegs520-555) [28] Imagen spe sacada httptoxicocbblogspotcomes201310las-intoxicaciones-con-farmacoshtml (Acceso el diacutea 15052017) [29] Chaacutefer Pericaacutes Consuelo Acoplamiento microextraccioacuten en fase soacutelida-cromatografiacutea (2006) httprodericuveshandle1055014940 (Acceso el diacutea 16052017) [30] Imagen SPME httpwwwscieloorgcoscielophpscript=sci_arttextamppid=S0122-53832002000100005 (Acceso el diacutea 16052017) [31] MONTES GOYANES Rosa Mariacutea Avances en teacutecnicas de microextraccioacuten para la determinacioacuten de compuestos traza en muestras medioambientales y alimentarias Teacutesis doctoral Noviembre 2009 (Paacutegs 34-55) [32] LEHOTAY Steven J Ae Son Kyung KwonHyeyoung Koesukwiwat Urairat Fu Wusheng Mastovska Katerina Hoh Eunha Leepipatpiboon Natchanun Comparison of QuEChERS sample preparation methods for the analysis of pesticide residues in fruits and vegetables Journal of Chromatography A 2010 vol 1217 no 16 p 2548-2560 [33] Imagen QueChERS httpswwwresearchgatenetpublication279221361_QuEChERS_A_Sample_Preparation_for_Extraction_of_Carbaryl_from_Rat_Feces (Acceso el diacutea 16052017) [34] STASHENKO Elena E MARTIacuteNEZ Jairo Reneacute Preparacioacuten de la muestra un paso crucial para el anaacutelisis por GC-MS Uma publicaccedilatildeo trimestral do Instituto Internacional de Cromatografia (IIC) Ciecircncia Cromatograacutefica 2011 vol 3 no 1 [35] Imagen GC-MS httpsorgspectroscopyintblogspotcomes201411gas-chromatography-mass-spectrometry-gchtml (Acceso el diacutea 17052017) [36] httpwwwactlabscompageaspxmenu=65ampapp=221ampcat1=534amptp=2amplk=no (Acceso el diacutea 17052017)

52

IV Bibliografiacutea [37] Quintela O Cruz A Concheiro M De Castro A amp Loacutepez-Rivadulla M (2005) Metodologiacutea LC-MS Aspectos generales de la teacutecnica y sus aplicaciones en el campo de la toxicologiacutea Rev Toxicol 22 paacutegs7-14 [38] Imagen LC-MS httpsuploadwikimediaorgwikipediaenff9Liquid_chromatography_tandem_Mass_spectrometry_diagrampng (visto 18052017) [39] Vargas de la Cruz Celia Bertha Adaptacioacuten de la Metodologiacutea Analiacutetica para la determinacioacuten de residuos de plaguicidas en frutas nativas de exportacioacuten mediante Uplc-MsMs (2012) Tesis obtenida en http20062146130handlecybertesis2331 (Acceso el diacutea 772017) [40] ROMERO GONZAacuteLEZ Roberto Fernaacutendez Moreno Joseacute Luis Plaza Bolantildeos Patricia Garrido Frenich Antonia Martiacutenez Vidal Joseacute Luis Empleo de la espectrometriacutea de masas como herramienta para la determinacioacuten de toacutexicos en alimentos hacia la seguridad alimentaria Revista Espantildeola de salud puacuteblica 2007 vol 81 no 5 p 461-474 [41] PAYAacute Andrus Fundamento y Funciones de la Espectrometriacutea de Masas Universidad de Valencia Espantildea 2006 httpmuraluvescaloan (Acceso el diacutea 19052017) [42] Imagen MS sacada de httpsesslidesharenetMaYaTorrezespectrometria-demasas (Acceso el diacutea 21052017) [43] ECONOMOU Anastasios Botitsi Helen Antoniou Spyros Tsipi Despina Determination of multi-class pesticides in wines by solid-phase extraction and liquid chromatography-tandem mass spectrometry Journal of Chromatography A 2009 vol 1216 no 31 p 5856-5867 [44] FONTANA A R Rodriacuteguez I Ramil M Altamirano JC Cela R Liquid chromatography time-of-flight mass spectrometry following sorptive microextraction for the determination of fungicide residues in wine Analytical and bioanalytical chemistry 2011 vol 401 no 2 p 767-775 [45] PELAJIĆ Maja G Peček DM Pavlović DV Čepo Novel multiresidue method for determination of pesticides in red wine using gas chromatographyndashmass spectrometry and solid phase extraction Food chemistry 2016 vol 200 p 98-106 [46] Ignaz J Buerge Juumlrgen Krauss Rociacuteo Loacutepez-Cabeza Werner Siegfried Michael Stuumlssi Felix E Wettstein Thomas Poiger Stereoselective Metabolism of the Sterol Biosynthesis Inhibitor Fungicides Fenpropidin Fenpropimorph and Spiroxamine in Grapes Sugar Beets and Wheat Journal of Agricultural and Food Chemistry 2016 vol 64 no 26 p 5301-5309 [47] M Hu X Liu F Dong J Xu S Li H Xu Y Zheng Determination of ametoctradin residue in fruits and vegetables by modified quick easy cheap effective rugged and safe method using ultra-performance liquid chromatographytandem mass spectrometry Food chemistry 2015 vol 175 p 395-400 [48] WALORCZYK Stanisław DROŻDŻYŃSKI Dariusz GNUSOWSKI Bogusław Multiresidue determination of 160 pesticides in wines employing mixed-mode dispersive-solid phase extraction and gas chromatographyndashtandem mass spectrometry Talanta 2011 vol 85 no 4 p 1856-1870 [49] Tianyang Guo Pingping Fang Juanjuan Jiang Feng Zhan Wei Yong Jiahui Liu YiYang Dong Rapid screening and quantification of residual pesticides and illegal adulterants in red wine by direct analysis in real time mass spectrometry Journal of Chromatography A 2016 vol 1471 p 27-3 [50] GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ R M CANCHO-GRANDE B SIMAL-GAacuteNDARA J Decay of fungicide residues during vinification of white grapes harvested after the application of some new active substances against downy mildew Food chemistry 2011 vol 125 no 2 p 549-560 [51] CARPINTEIRO I Ramil M Rodriacuteguez I Cela R Determination of fungicides in wine by mixed-mode solid phase extraction and liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry Journal of Chromatography A 2010 vol 1217 no 48 p 7484-7492

53

Page 13: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

Capiacutetulo I Introduccioacuten

13 Toxicidad de los pesticidas

En los uacuteltimos antildeos el uso indiscriminado de pesticidas de siacutentesis en agricultura ha creado graves problemas de

salud y medioambientales ya que su uso debido al aumento de la poblacioacuten y por consiguiente de la actividad

agraria se ha incrementado considerablemente Durante las tres uacuteltimas deacutecadas una estimacioacuten dada por la

Organizacioacuten Mundial de la Salud y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente revela que

aproximadamente cerca de 20000 personas al antildeo mueren generalmente agricultores por exposicioacuten continuada

a alguno de estos toacutexicos En la mayoriacutea de los casos los agricultores utilizan los pesticidas de forma que las

cantidades se desviacutean significativamente de las recomendadas ya que asocian cantidades maacutes altas con mayor

efectividad y velocidad de accioacuten El mal uso de dichos toacutexicos se ve en los signos presentes en los ecosistemas

afectados pudiendo llegar a ser perjudiciales para la salud humana Estos riesgos que causan tanto en la salud

como en el medioambiente pueden ser reducidos o en su defecto evitados mediante la educacioacuten sobre este tipo

de toacutexicos con el fin de frenar su uso excesivo y descontrolado [17]

Desde el punto de vista medioambiental los fitosanitarios empleados en un cultivo pueden persistir en los

distintos medios tierra aire o agua y afectar tanto a ecosistemas terrestres como acuaacuteticos En los sistemas

terrestres los suelos son contaminados mediante la aplicacioacuten del toacutexico de forma directa o como deposicioacuten del

resultado de una suspensioacuten aeacuterea Eacutestos pueden persistir desde varios diacuteas hasta varios antildeos ya que el suelo

retiene y moviliza el toacutexico despueacutes de su emisioacuten Los que persisten maacutes tiempo en el medioambiente tienen una

mayor probabilidad de interaccionar con otros elementos del sistema y si su vida media es mayor a la frecuencia

con la que se aplica el pesticida tienden a acumularse tanto en el suelo como en las especies que habitan en eacutel Por

otro lado el agua es contaminada por pesticidas bien por aplicacioacuten directa por estar presentes en las

precipitaciones de la atmoacutesfera o bien por la movilidad que tienen desde el suelo Tanto los pesticidas solubles

como los insolubles interaccionan con los ecosistemas acuaacuteticos los hidrosolubles persisten maacutes tiempo

solubilizados en agua mientras que los otros se asocian a los sedimentos y se concentran en las especies que

habitan el medio acuaacutetico [18]

Como consecuencia de la amplia distribucioacuten de los toacutexicos en aire suelo y agua se produce una acumulacioacuten de

ellos en los elementos que contribuyen a la alimentacioacuten humana ya que su amplio uso hace que el contacto con

los plaguicidas por parte de personas y animales sea inevitable La contaminacioacuten de los alimentos se puede

presentar por aplicacioacuten directa de los pesticidas el uso de eacutestos durante el manejo transporte y almacenamiento

de los productos comestibles o por su acumulacioacuten en la cadena troacutefica Son bioacumulables en el organismo

debido a su caraacutecter lipofiacutelico lo que les confiere una vida media en los tejidos larga La exposicioacuten a pesticidas

persistentes no tiene la misma repercusioacuten en cada uno de los individuos expuestos sino que se considera criacutetica la

exposicioacuten durante la etapas embrionaria fetal y primeros antildeos de vida en doacutende se transmite de madres a hijos

mediante la gestacioacuten y la lactancia como resultado de la acumulacioacuten en el tejido graso de la madre [19]

9

Capiacutetulo I Introduccioacuten

14 Legislacioacuten

El aumento del uso de fitosanitarios en actividades relacionadas con la produccioacuten de alimentos para consumo

humano o animal tambieacuten desembocoacute en una preocupacioacuten social debido a su toxicidad y bioacumulacioacuten En

respuesta la Organizacioacuten de las Naciones Unidas para la Alimentacioacuten y la Agricultura (FAO) en colaboracioacuten

con la Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS) pusieron en marcha un programa Codex Alimentarius cuyo

objetivo a traveacutes de sus normas y coacutedigos de praacutecticas alimentarias internacionales es garantizar la calidad e

inocuidad de los alimentos que estaacuten al alcance de cualquier persona Con estas normas internacionales los

consumidores pueden confiar en la calidad de los alimentos independientemente de su origen geograacutefico [20]

Todos los alimentos destinados al consumo humano o animal en la Unioacuten Europea estaacuten sujetos a un liacutemite

maacuteximo de residuos de plaguicidas para la proteccioacuten de la salud humana y animal Actualmente en lo referente a

legislacioacuten para el control de la cantidad del toacutexico en la uva estaacute vigente el Reglamento 3962005 del Parlamento

Europeo y del Consejo de 23 de febrero de 2005 referido a la regulacioacuten de los liacutemites maacuteximos de residuos de

plaguicidas en alimentos y piensos de origen vegetal y animal El liacutemite maacuteximo de residuos (LMR) se define co-

mo el nivel maacutes alto de un residuo de un pesticida que se tolera de manera legal sobre los alimentos o piensos

cuando se aplican correctamente Las cantidades de residuos que se encuentren deben ser lo maacutes bajas posible

para garantizar la seguridad en la alimentacioacuten de los consumidores Dichos liacutemites maacuteximos de residuos estaacuten

fijados por la Comisioacuten Europea pudieacutendose encontrar en su base de datos LMR [21]

A continuacioacuten en la Tabla I2 se resumen los LMRs de los compuestos de este estudio en uvas de vinificacioacuten

en unidades de mgkg de uva En el caso del vino no hay legislacioacuten en lo referente a estos pesticidas solamente

la recomendacioacuten de no superar el 10 del valor del LMR en uva

Compuesto LMRs (mgkg uva) Compuesto LMRs (mgkg uva)

AME 6 MET 1

BEN 03 MYC 1

BOS 5 PEN 02

CAR 05 PYC 2

CYP 3 PYM 5

DIM 3 TEC 1

FEH 15 TEF 3

FEP 001 TBZ 005

FLU 2 TME 04

IMI 1 THI-M 3

IPR 2 TRI 2

MAN 2

Tabla I2 Liacutemites maacuteximos de residuos permitidos para los compuestos estudiados en uvas

10

Capiacutetulo I Introduccioacuten

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS A MUESTRAS DE VINO

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)

Se entiende por extraccioacuten liacutequido-liacutequido al meacutetodo mediante el cual un analito de intereacutes se separa por el

contacto con otra fase en la cual tiene mayor afinidad de la matriz en la que se halle Los procesos de extraccioacuten

implican dos fases y requieren tres pasos sucesivos mezcla de materia prima y disolvente separacioacuten de las dos

fases despueacutes del contacto y eliminacioacuten del disolvente que contiene el analito [22]

La extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE) se basa en la distribucioacuten

de un analito entre dos fases liacutequidas inmiscibles en las

cuales analito y matriz tienen solubilidades diferentes

Principalmente una de las fases es un medio acuoso en

general se trata de la muestra y la otra un disolvente

orgaacutenico La selectividad y eficacia de este meacutetodo vienen

determinadas por la eleccioacuten del disolvente y por los factores

que pueden afectar al proceso de equilibrio (pH adiccioacuten de

sales neutras en la fase acuosa para reducir la solubilidad del

analito etc) [23] Esta teacutecnica permite llevar a cabo extracciones para un rango muy amplio de analitos siendo

una de las maacutes antiguas para la preparacioacuten de muestras en el anaacutelisis cualitativo y cuantitativo Ofrece grandes

capacidades de muestreo lineal y cuenta con la ventaja de la cantidad de informacioacuten existente sobre este meacutetodo

[24]

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

En 1978 aparecieron los primeros cartuchos desechables para la extraccioacuten en fase soacutelida y actualmente casi 40

antildeos despueacutes la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) es la teacutecnica de preparacioacuten de muestras maacutes empleada en los

laboratorios Es una teacutecnica de preparacioacuten y tratamiento de muestras que se basa en la retencioacuten en una fase

adsorbente del analito de intereacutes presente en una muestra liacutequida que pasa a traveacutes de ella Debido a la variedad de

formatos (discos cartuchos y jeringas) y tipos de adsorbentes (los maacutes comunes carboacuten activo aluacutemina siacutelica gel

silicato de magnesio siacutelices enlazadas y poliacutemeros como por ejemplo estinero-divinilbenceno) o la facilidad de

automatizacioacuten y acoplamiento con otras teacutecnicas como por ejemplo una conexioacuten directa con un sistema de

Figura I4 Fundamentos teoacutericos de la LLE [25]

11

Capiacutetulo I Introduccioacuten

cromatografiacutea este meacutetodo le fue ganando terreno a la LLE Otra ventaja muy importante de la SPE frente a la

LLE es la disminucioacuten en la cantidad de disolvente orgaacutenico empleada Cada vez se va innovando maacutes sobre esta

teacutecnica llegando a encontrarse fases adsorbentes formadas por poliacutemeros capaces de retener en un uacutenico

cartucho un amplio abanico de analitos lipofiacutelicos o hidrofoacutebicos aacutecidos baacutesicos o neutros [26]

El fundamento de esta extraccioacuten como se puede en la Figura I6

consiste en cuatro etapas acondicionamiento adiccioacuten de muestra

retencioacuten y elucioacuten de los analitos de intereacutes En primer lugar antes

de empezar la extraccioacuten se requiere una etapa de acondicionamiento

para preparar el adsorbente haciendo pasar un poco de disolvente

para asiacute interaccionar mejor con la muestra Luego se hace pasar la

muestra liacutequida por la fase soacutelida Idealmente el adsorbente retiene

los analitos selectivamente a medida que va pasando la muestra y la

matriz pasa sin ser retenida Por uacuteltimo los analitos se eluyen del

adsorbente con un disolvente con el que tenga mayor afinidad [27]

23 Teacutecnicas de microextraccioacuten

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)

En la microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME) se utilizan fibras de siacutelice fundida revestidas con un poliacutemero en un

disentildeo en forma de jeringa para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes El principio por el que se rige esta

extraccioacuten es el reparto del analito entre la matriz de la muestra y el revestimiento de la fibra mediante un proceso

no competitivo Se trata de un meacutetodo que cuenta con muchas ventajas ya que se elimina completamente el uso de

disolventes y aparte no son necesarios voluacutemenes de muestra grandes pero tambieacuten cuenta con algunas

desventajas ya que tanto la capacidad como la sensibilidad se ven limitadas [29]

En la figura I7 podemos ver las etapas de la extraccioacuten En un

vial cerrado con una caacutepsula y un seacuteptum tenemos la muestra

liacutequida o bien soacutelida que contenga los analitos de intereacutes

volaacutetiles Con la jeringa se perfora el seacuteptum y una vez dentro

se acciona el eacutembolo para la exposicioacuten de la fibra con los

analitos introducieacutendola en la muestra liacutequida o en su defecto

en el espacio de cabeza para la extraccioacuten de analitos volaacutetiles

de una muestra soacutelida Despueacutes de la extraccioacuten dentro del vial

Figura I6 Etapas de una SPE [28]

Figura I7 Etapas de una SPME [30]

12

Capiacutetulo I Introduccioacuten

la fibra se introduce de nuevo en la jeringa y se retira del vial [27]

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)

La microextraccioacuten en fase liacutequida se desarrolloacute como una alternativa a la LLE para la reduccioacuten en la cantidad de

disolventes orgaacutenicos siendo rentable tanto para el medioambiente como econoacutemicamente Entre las modalidades

maacutes populares de esta teacutecnica se encuentran microextraccioacuten con gota suspendida (SDME) y microextraccioacuten

liacutequido-liacutequido dispersiva (DLLME) En la SDME una gota de disolvente orgaacutenico es expuesta al espacio de

cabeza situado sobre una muestra en un vial dicha gota es suspendida del extremo de una microjeringa Por otro

lado la DLLME sobre una muestra acuosa se inyecta un pequentildeo volumen de una mezcla de disolventes en la

cual es dispersada formando una solucioacuten en la que se establece el equilibrio El disolvente de extraccioacuten debe

presentar una densidad inferior a la de la muestra para facilitar su recuperacioacuten normalmente despueacutes de

centrifugar el vial doacutende se realiza la extraccioacuten [31]

24 QuEChERS

La extraccioacuten QuEChERS de las palabras en ingleacutes Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe es un meacutetodo

de extraccioacuten que se desarrolloacute entre 2000 y 2002 para el anaacutelisis de pesticidas Como su nombre indica raacutepido

faacutecil barato eficaz robusto y seguro son las principales

caracteriacutesticas de esta preparacioacuten de muestra Se realiza en dos

etapas en primer lugar una extraccioacuten simple y una segunda fase

de purificacioacuten En la primera etapa tenemos el vial con la

muestra en el cual se antildeade un disolvente generalmente

acetonitrilo para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes en

presencia de diferentes sales (en el meacutetodo original se utiliza

sulfato de magnesio y cloruro de sodio) para facilitar la separacioacuten

de las fases En la segunda parte se realiza la purificacioacuten de la

fraccioacuten del extracto orgaacutenico Para eso se lleva a cabo una

limpieza de los analitos eliminando el agua y los compuestos

presentes en la matriz de la muestra empleando un adsorbente PSA (amina primaria y secundaria) C18 carboacuten

negro grafitizado (GCB) o una combinacioacuten de eacutestas [32]

Figura I8 Etapas de QuEChERS [33]

13

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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51

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53

Page 14: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

Capiacutetulo I Introduccioacuten

14 Legislacioacuten

El aumento del uso de fitosanitarios en actividades relacionadas con la produccioacuten de alimentos para consumo

humano o animal tambieacuten desembocoacute en una preocupacioacuten social debido a su toxicidad y bioacumulacioacuten En

respuesta la Organizacioacuten de las Naciones Unidas para la Alimentacioacuten y la Agricultura (FAO) en colaboracioacuten

con la Organizacioacuten Mundial de la Salud (OMS) pusieron en marcha un programa Codex Alimentarius cuyo

objetivo a traveacutes de sus normas y coacutedigos de praacutecticas alimentarias internacionales es garantizar la calidad e

inocuidad de los alimentos que estaacuten al alcance de cualquier persona Con estas normas internacionales los

consumidores pueden confiar en la calidad de los alimentos independientemente de su origen geograacutefico [20]

Todos los alimentos destinados al consumo humano o animal en la Unioacuten Europea estaacuten sujetos a un liacutemite

maacuteximo de residuos de plaguicidas para la proteccioacuten de la salud humana y animal Actualmente en lo referente a

legislacioacuten para el control de la cantidad del toacutexico en la uva estaacute vigente el Reglamento 3962005 del Parlamento

Europeo y del Consejo de 23 de febrero de 2005 referido a la regulacioacuten de los liacutemites maacuteximos de residuos de

plaguicidas en alimentos y piensos de origen vegetal y animal El liacutemite maacuteximo de residuos (LMR) se define co-

mo el nivel maacutes alto de un residuo de un pesticida que se tolera de manera legal sobre los alimentos o piensos

cuando se aplican correctamente Las cantidades de residuos que se encuentren deben ser lo maacutes bajas posible

para garantizar la seguridad en la alimentacioacuten de los consumidores Dichos liacutemites maacuteximos de residuos estaacuten

fijados por la Comisioacuten Europea pudieacutendose encontrar en su base de datos LMR [21]

A continuacioacuten en la Tabla I2 se resumen los LMRs de los compuestos de este estudio en uvas de vinificacioacuten

en unidades de mgkg de uva En el caso del vino no hay legislacioacuten en lo referente a estos pesticidas solamente

la recomendacioacuten de no superar el 10 del valor del LMR en uva

Compuesto LMRs (mgkg uva) Compuesto LMRs (mgkg uva)

AME 6 MET 1

BEN 03 MYC 1

BOS 5 PEN 02

CAR 05 PYC 2

CYP 3 PYM 5

DIM 3 TEC 1

FEH 15 TEF 3

FEP 001 TBZ 005

FLU 2 TME 04

IMI 1 THI-M 3

IPR 2 TRI 2

MAN 2

Tabla I2 Liacutemites maacuteximos de residuos permitidos para los compuestos estudiados en uvas

10

Capiacutetulo I Introduccioacuten

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS A MUESTRAS DE VINO

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)

Se entiende por extraccioacuten liacutequido-liacutequido al meacutetodo mediante el cual un analito de intereacutes se separa por el

contacto con otra fase en la cual tiene mayor afinidad de la matriz en la que se halle Los procesos de extraccioacuten

implican dos fases y requieren tres pasos sucesivos mezcla de materia prima y disolvente separacioacuten de las dos

fases despueacutes del contacto y eliminacioacuten del disolvente que contiene el analito [22]

La extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE) se basa en la distribucioacuten

de un analito entre dos fases liacutequidas inmiscibles en las

cuales analito y matriz tienen solubilidades diferentes

Principalmente una de las fases es un medio acuoso en

general se trata de la muestra y la otra un disolvente

orgaacutenico La selectividad y eficacia de este meacutetodo vienen

determinadas por la eleccioacuten del disolvente y por los factores

que pueden afectar al proceso de equilibrio (pH adiccioacuten de

sales neutras en la fase acuosa para reducir la solubilidad del

analito etc) [23] Esta teacutecnica permite llevar a cabo extracciones para un rango muy amplio de analitos siendo

una de las maacutes antiguas para la preparacioacuten de muestras en el anaacutelisis cualitativo y cuantitativo Ofrece grandes

capacidades de muestreo lineal y cuenta con la ventaja de la cantidad de informacioacuten existente sobre este meacutetodo

[24]

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

En 1978 aparecieron los primeros cartuchos desechables para la extraccioacuten en fase soacutelida y actualmente casi 40

antildeos despueacutes la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) es la teacutecnica de preparacioacuten de muestras maacutes empleada en los

laboratorios Es una teacutecnica de preparacioacuten y tratamiento de muestras que se basa en la retencioacuten en una fase

adsorbente del analito de intereacutes presente en una muestra liacutequida que pasa a traveacutes de ella Debido a la variedad de

formatos (discos cartuchos y jeringas) y tipos de adsorbentes (los maacutes comunes carboacuten activo aluacutemina siacutelica gel

silicato de magnesio siacutelices enlazadas y poliacutemeros como por ejemplo estinero-divinilbenceno) o la facilidad de

automatizacioacuten y acoplamiento con otras teacutecnicas como por ejemplo una conexioacuten directa con un sistema de

Figura I4 Fundamentos teoacutericos de la LLE [25]

11

Capiacutetulo I Introduccioacuten

cromatografiacutea este meacutetodo le fue ganando terreno a la LLE Otra ventaja muy importante de la SPE frente a la

LLE es la disminucioacuten en la cantidad de disolvente orgaacutenico empleada Cada vez se va innovando maacutes sobre esta

teacutecnica llegando a encontrarse fases adsorbentes formadas por poliacutemeros capaces de retener en un uacutenico

cartucho un amplio abanico de analitos lipofiacutelicos o hidrofoacutebicos aacutecidos baacutesicos o neutros [26]

El fundamento de esta extraccioacuten como se puede en la Figura I6

consiste en cuatro etapas acondicionamiento adiccioacuten de muestra

retencioacuten y elucioacuten de los analitos de intereacutes En primer lugar antes

de empezar la extraccioacuten se requiere una etapa de acondicionamiento

para preparar el adsorbente haciendo pasar un poco de disolvente

para asiacute interaccionar mejor con la muestra Luego se hace pasar la

muestra liacutequida por la fase soacutelida Idealmente el adsorbente retiene

los analitos selectivamente a medida que va pasando la muestra y la

matriz pasa sin ser retenida Por uacuteltimo los analitos se eluyen del

adsorbente con un disolvente con el que tenga mayor afinidad [27]

23 Teacutecnicas de microextraccioacuten

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)

En la microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME) se utilizan fibras de siacutelice fundida revestidas con un poliacutemero en un

disentildeo en forma de jeringa para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes El principio por el que se rige esta

extraccioacuten es el reparto del analito entre la matriz de la muestra y el revestimiento de la fibra mediante un proceso

no competitivo Se trata de un meacutetodo que cuenta con muchas ventajas ya que se elimina completamente el uso de

disolventes y aparte no son necesarios voluacutemenes de muestra grandes pero tambieacuten cuenta con algunas

desventajas ya que tanto la capacidad como la sensibilidad se ven limitadas [29]

En la figura I7 podemos ver las etapas de la extraccioacuten En un

vial cerrado con una caacutepsula y un seacuteptum tenemos la muestra

liacutequida o bien soacutelida que contenga los analitos de intereacutes

volaacutetiles Con la jeringa se perfora el seacuteptum y una vez dentro

se acciona el eacutembolo para la exposicioacuten de la fibra con los

analitos introducieacutendola en la muestra liacutequida o en su defecto

en el espacio de cabeza para la extraccioacuten de analitos volaacutetiles

de una muestra soacutelida Despueacutes de la extraccioacuten dentro del vial

Figura I6 Etapas de una SPE [28]

Figura I7 Etapas de una SPME [30]

12

Capiacutetulo I Introduccioacuten

la fibra se introduce de nuevo en la jeringa y se retira del vial [27]

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)

La microextraccioacuten en fase liacutequida se desarrolloacute como una alternativa a la LLE para la reduccioacuten en la cantidad de

disolventes orgaacutenicos siendo rentable tanto para el medioambiente como econoacutemicamente Entre las modalidades

maacutes populares de esta teacutecnica se encuentran microextraccioacuten con gota suspendida (SDME) y microextraccioacuten

liacutequido-liacutequido dispersiva (DLLME) En la SDME una gota de disolvente orgaacutenico es expuesta al espacio de

cabeza situado sobre una muestra en un vial dicha gota es suspendida del extremo de una microjeringa Por otro

lado la DLLME sobre una muestra acuosa se inyecta un pequentildeo volumen de una mezcla de disolventes en la

cual es dispersada formando una solucioacuten en la que se establece el equilibrio El disolvente de extraccioacuten debe

presentar una densidad inferior a la de la muestra para facilitar su recuperacioacuten normalmente despueacutes de

centrifugar el vial doacutende se realiza la extraccioacuten [31]

24 QuEChERS

La extraccioacuten QuEChERS de las palabras en ingleacutes Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe es un meacutetodo

de extraccioacuten que se desarrolloacute entre 2000 y 2002 para el anaacutelisis de pesticidas Como su nombre indica raacutepido

faacutecil barato eficaz robusto y seguro son las principales

caracteriacutesticas de esta preparacioacuten de muestra Se realiza en dos

etapas en primer lugar una extraccioacuten simple y una segunda fase

de purificacioacuten En la primera etapa tenemos el vial con la

muestra en el cual se antildeade un disolvente generalmente

acetonitrilo para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes en

presencia de diferentes sales (en el meacutetodo original se utiliza

sulfato de magnesio y cloruro de sodio) para facilitar la separacioacuten

de las fases En la segunda parte se realiza la purificacioacuten de la

fraccioacuten del extracto orgaacutenico Para eso se lleva a cabo una

limpieza de los analitos eliminando el agua y los compuestos

presentes en la matriz de la muestra empleando un adsorbente PSA (amina primaria y secundaria) C18 carboacuten

negro grafitizado (GCB) o una combinacioacuten de eacutestas [32]

Figura I8 Etapas de QuEChERS [33]

13

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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53

Page 15: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

Capiacutetulo I Introduccioacuten

2 MEacuteTODOS DE PREPARACIOacuteN DE MUESTRA APLICADOS A MUESTRAS DE VINO

21 Extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE)

Se entiende por extraccioacuten liacutequido-liacutequido al meacutetodo mediante el cual un analito de intereacutes se separa por el

contacto con otra fase en la cual tiene mayor afinidad de la matriz en la que se halle Los procesos de extraccioacuten

implican dos fases y requieren tres pasos sucesivos mezcla de materia prima y disolvente separacioacuten de las dos

fases despueacutes del contacto y eliminacioacuten del disolvente que contiene el analito [22]

La extraccioacuten liacutequido-liacutequido (LLE) se basa en la distribucioacuten

de un analito entre dos fases liacutequidas inmiscibles en las

cuales analito y matriz tienen solubilidades diferentes

Principalmente una de las fases es un medio acuoso en

general se trata de la muestra y la otra un disolvente

orgaacutenico La selectividad y eficacia de este meacutetodo vienen

determinadas por la eleccioacuten del disolvente y por los factores

que pueden afectar al proceso de equilibrio (pH adiccioacuten de

sales neutras en la fase acuosa para reducir la solubilidad del

analito etc) [23] Esta teacutecnica permite llevar a cabo extracciones para un rango muy amplio de analitos siendo

una de las maacutes antiguas para la preparacioacuten de muestras en el anaacutelisis cualitativo y cuantitativo Ofrece grandes

capacidades de muestreo lineal y cuenta con la ventaja de la cantidad de informacioacuten existente sobre este meacutetodo

[24]

22 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

En 1978 aparecieron los primeros cartuchos desechables para la extraccioacuten en fase soacutelida y actualmente casi 40

antildeos despueacutes la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) es la teacutecnica de preparacioacuten de muestras maacutes empleada en los

laboratorios Es una teacutecnica de preparacioacuten y tratamiento de muestras que se basa en la retencioacuten en una fase

adsorbente del analito de intereacutes presente en una muestra liacutequida que pasa a traveacutes de ella Debido a la variedad de

formatos (discos cartuchos y jeringas) y tipos de adsorbentes (los maacutes comunes carboacuten activo aluacutemina siacutelica gel

silicato de magnesio siacutelices enlazadas y poliacutemeros como por ejemplo estinero-divinilbenceno) o la facilidad de

automatizacioacuten y acoplamiento con otras teacutecnicas como por ejemplo una conexioacuten directa con un sistema de

Figura I4 Fundamentos teoacutericos de la LLE [25]

11

Capiacutetulo I Introduccioacuten

cromatografiacutea este meacutetodo le fue ganando terreno a la LLE Otra ventaja muy importante de la SPE frente a la

LLE es la disminucioacuten en la cantidad de disolvente orgaacutenico empleada Cada vez se va innovando maacutes sobre esta

teacutecnica llegando a encontrarse fases adsorbentes formadas por poliacutemeros capaces de retener en un uacutenico

cartucho un amplio abanico de analitos lipofiacutelicos o hidrofoacutebicos aacutecidos baacutesicos o neutros [26]

El fundamento de esta extraccioacuten como se puede en la Figura I6

consiste en cuatro etapas acondicionamiento adiccioacuten de muestra

retencioacuten y elucioacuten de los analitos de intereacutes En primer lugar antes

de empezar la extraccioacuten se requiere una etapa de acondicionamiento

para preparar el adsorbente haciendo pasar un poco de disolvente

para asiacute interaccionar mejor con la muestra Luego se hace pasar la

muestra liacutequida por la fase soacutelida Idealmente el adsorbente retiene

los analitos selectivamente a medida que va pasando la muestra y la

matriz pasa sin ser retenida Por uacuteltimo los analitos se eluyen del

adsorbente con un disolvente con el que tenga mayor afinidad [27]

23 Teacutecnicas de microextraccioacuten

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)

En la microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME) se utilizan fibras de siacutelice fundida revestidas con un poliacutemero en un

disentildeo en forma de jeringa para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes El principio por el que se rige esta

extraccioacuten es el reparto del analito entre la matriz de la muestra y el revestimiento de la fibra mediante un proceso

no competitivo Se trata de un meacutetodo que cuenta con muchas ventajas ya que se elimina completamente el uso de

disolventes y aparte no son necesarios voluacutemenes de muestra grandes pero tambieacuten cuenta con algunas

desventajas ya que tanto la capacidad como la sensibilidad se ven limitadas [29]

En la figura I7 podemos ver las etapas de la extraccioacuten En un

vial cerrado con una caacutepsula y un seacuteptum tenemos la muestra

liacutequida o bien soacutelida que contenga los analitos de intereacutes

volaacutetiles Con la jeringa se perfora el seacuteptum y una vez dentro

se acciona el eacutembolo para la exposicioacuten de la fibra con los

analitos introducieacutendola en la muestra liacutequida o en su defecto

en el espacio de cabeza para la extraccioacuten de analitos volaacutetiles

de una muestra soacutelida Despueacutes de la extraccioacuten dentro del vial

Figura I6 Etapas de una SPE [28]

Figura I7 Etapas de una SPME [30]

12

Capiacutetulo I Introduccioacuten

la fibra se introduce de nuevo en la jeringa y se retira del vial [27]

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)

La microextraccioacuten en fase liacutequida se desarrolloacute como una alternativa a la LLE para la reduccioacuten en la cantidad de

disolventes orgaacutenicos siendo rentable tanto para el medioambiente como econoacutemicamente Entre las modalidades

maacutes populares de esta teacutecnica se encuentran microextraccioacuten con gota suspendida (SDME) y microextraccioacuten

liacutequido-liacutequido dispersiva (DLLME) En la SDME una gota de disolvente orgaacutenico es expuesta al espacio de

cabeza situado sobre una muestra en un vial dicha gota es suspendida del extremo de una microjeringa Por otro

lado la DLLME sobre una muestra acuosa se inyecta un pequentildeo volumen de una mezcla de disolventes en la

cual es dispersada formando una solucioacuten en la que se establece el equilibrio El disolvente de extraccioacuten debe

presentar una densidad inferior a la de la muestra para facilitar su recuperacioacuten normalmente despueacutes de

centrifugar el vial doacutende se realiza la extraccioacuten [31]

24 QuEChERS

La extraccioacuten QuEChERS de las palabras en ingleacutes Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe es un meacutetodo

de extraccioacuten que se desarrolloacute entre 2000 y 2002 para el anaacutelisis de pesticidas Como su nombre indica raacutepido

faacutecil barato eficaz robusto y seguro son las principales

caracteriacutesticas de esta preparacioacuten de muestra Se realiza en dos

etapas en primer lugar una extraccioacuten simple y una segunda fase

de purificacioacuten En la primera etapa tenemos el vial con la

muestra en el cual se antildeade un disolvente generalmente

acetonitrilo para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes en

presencia de diferentes sales (en el meacutetodo original se utiliza

sulfato de magnesio y cloruro de sodio) para facilitar la separacioacuten

de las fases En la segunda parte se realiza la purificacioacuten de la

fraccioacuten del extracto orgaacutenico Para eso se lleva a cabo una

limpieza de los analitos eliminando el agua y los compuestos

presentes en la matriz de la muestra empleando un adsorbente PSA (amina primaria y secundaria) C18 carboacuten

negro grafitizado (GCB) o una combinacioacuten de eacutestas [32]

Figura I8 Etapas de QuEChERS [33]

13

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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53

Page 16: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

Capiacutetulo I Introduccioacuten

cromatografiacutea este meacutetodo le fue ganando terreno a la LLE Otra ventaja muy importante de la SPE frente a la

LLE es la disminucioacuten en la cantidad de disolvente orgaacutenico empleada Cada vez se va innovando maacutes sobre esta

teacutecnica llegando a encontrarse fases adsorbentes formadas por poliacutemeros capaces de retener en un uacutenico

cartucho un amplio abanico de analitos lipofiacutelicos o hidrofoacutebicos aacutecidos baacutesicos o neutros [26]

El fundamento de esta extraccioacuten como se puede en la Figura I6

consiste en cuatro etapas acondicionamiento adiccioacuten de muestra

retencioacuten y elucioacuten de los analitos de intereacutes En primer lugar antes

de empezar la extraccioacuten se requiere una etapa de acondicionamiento

para preparar el adsorbente haciendo pasar un poco de disolvente

para asiacute interaccionar mejor con la muestra Luego se hace pasar la

muestra liacutequida por la fase soacutelida Idealmente el adsorbente retiene

los analitos selectivamente a medida que va pasando la muestra y la

matriz pasa sin ser retenida Por uacuteltimo los analitos se eluyen del

adsorbente con un disolvente con el que tenga mayor afinidad [27]

23 Teacutecnicas de microextraccioacuten

231 Microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME)

En la microextraccioacuten en fase soacutelida (SPME) se utilizan fibras de siacutelice fundida revestidas con un poliacutemero en un

disentildeo en forma de jeringa para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes El principio por el que se rige esta

extraccioacuten es el reparto del analito entre la matriz de la muestra y el revestimiento de la fibra mediante un proceso

no competitivo Se trata de un meacutetodo que cuenta con muchas ventajas ya que se elimina completamente el uso de

disolventes y aparte no son necesarios voluacutemenes de muestra grandes pero tambieacuten cuenta con algunas

desventajas ya que tanto la capacidad como la sensibilidad se ven limitadas [29]

En la figura I7 podemos ver las etapas de la extraccioacuten En un

vial cerrado con una caacutepsula y un seacuteptum tenemos la muestra

liacutequida o bien soacutelida que contenga los analitos de intereacutes

volaacutetiles Con la jeringa se perfora el seacuteptum y una vez dentro

se acciona el eacutembolo para la exposicioacuten de la fibra con los

analitos introducieacutendola en la muestra liacutequida o en su defecto

en el espacio de cabeza para la extraccioacuten de analitos volaacutetiles

de una muestra soacutelida Despueacutes de la extraccioacuten dentro del vial

Figura I6 Etapas de una SPE [28]

Figura I7 Etapas de una SPME [30]

12

Capiacutetulo I Introduccioacuten

la fibra se introduce de nuevo en la jeringa y se retira del vial [27]

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)

La microextraccioacuten en fase liacutequida se desarrolloacute como una alternativa a la LLE para la reduccioacuten en la cantidad de

disolventes orgaacutenicos siendo rentable tanto para el medioambiente como econoacutemicamente Entre las modalidades

maacutes populares de esta teacutecnica se encuentran microextraccioacuten con gota suspendida (SDME) y microextraccioacuten

liacutequido-liacutequido dispersiva (DLLME) En la SDME una gota de disolvente orgaacutenico es expuesta al espacio de

cabeza situado sobre una muestra en un vial dicha gota es suspendida del extremo de una microjeringa Por otro

lado la DLLME sobre una muestra acuosa se inyecta un pequentildeo volumen de una mezcla de disolventes en la

cual es dispersada formando una solucioacuten en la que se establece el equilibrio El disolvente de extraccioacuten debe

presentar una densidad inferior a la de la muestra para facilitar su recuperacioacuten normalmente despueacutes de

centrifugar el vial doacutende se realiza la extraccioacuten [31]

24 QuEChERS

La extraccioacuten QuEChERS de las palabras en ingleacutes Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe es un meacutetodo

de extraccioacuten que se desarrolloacute entre 2000 y 2002 para el anaacutelisis de pesticidas Como su nombre indica raacutepido

faacutecil barato eficaz robusto y seguro son las principales

caracteriacutesticas de esta preparacioacuten de muestra Se realiza en dos

etapas en primer lugar una extraccioacuten simple y una segunda fase

de purificacioacuten En la primera etapa tenemos el vial con la

muestra en el cual se antildeade un disolvente generalmente

acetonitrilo para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes en

presencia de diferentes sales (en el meacutetodo original se utiliza

sulfato de magnesio y cloruro de sodio) para facilitar la separacioacuten

de las fases En la segunda parte se realiza la purificacioacuten de la

fraccioacuten del extracto orgaacutenico Para eso se lleva a cabo una

limpieza de los analitos eliminando el agua y los compuestos

presentes en la matriz de la muestra empleando un adsorbente PSA (amina primaria y secundaria) C18 carboacuten

negro grafitizado (GCB) o una combinacioacuten de eacutestas [32]

Figura I8 Etapas de QuEChERS [33]

13

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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52

IV Bibliografiacutea [37] Quintela O Cruz A Concheiro M De Castro A amp Loacutepez-Rivadulla M (2005) Metodologiacutea LC-MS Aspectos generales de la teacutecnica y sus aplicaciones en el campo de la toxicologiacutea Rev Toxicol 22 paacutegs7-14 [38] Imagen LC-MS httpsuploadwikimediaorgwikipediaenff9Liquid_chromatography_tandem_Mass_spectrometry_diagrampng (visto 18052017) [39] Vargas de la Cruz Celia Bertha Adaptacioacuten de la Metodologiacutea Analiacutetica para la determinacioacuten de residuos de plaguicidas en frutas nativas de exportacioacuten mediante Uplc-MsMs (2012) Tesis obtenida en http20062146130handlecybertesis2331 (Acceso el diacutea 772017) [40] ROMERO GONZAacuteLEZ Roberto Fernaacutendez Moreno Joseacute Luis Plaza Bolantildeos Patricia Garrido Frenich Antonia Martiacutenez Vidal Joseacute Luis Empleo de la espectrometriacutea de masas como herramienta para la determinacioacuten de toacutexicos en alimentos hacia la seguridad alimentaria Revista Espantildeola de salud puacuteblica 2007 vol 81 no 5 p 461-474 [41] PAYAacute Andrus Fundamento y Funciones de la Espectrometriacutea de Masas Universidad de Valencia Espantildea 2006 httpmuraluvescaloan (Acceso el diacutea 19052017) [42] Imagen MS sacada de httpsesslidesharenetMaYaTorrezespectrometria-demasas (Acceso el diacutea 21052017) [43] ECONOMOU Anastasios Botitsi Helen Antoniou Spyros Tsipi Despina Determination of multi-class pesticides in wines by solid-phase extraction and liquid chromatography-tandem mass spectrometry Journal of Chromatography A 2009 vol 1216 no 31 p 5856-5867 [44] FONTANA A R Rodriacuteguez I Ramil M Altamirano JC Cela R Liquid chromatography time-of-flight mass spectrometry following sorptive microextraction for the determination of fungicide residues in wine Analytical and bioanalytical chemistry 2011 vol 401 no 2 p 767-775 [45] PELAJIĆ Maja G Peček DM Pavlović DV Čepo Novel multiresidue method for determination of pesticides in red wine using gas chromatographyndashmass spectrometry and solid phase extraction Food chemistry 2016 vol 200 p 98-106 [46] Ignaz J Buerge Juumlrgen Krauss Rociacuteo Loacutepez-Cabeza Werner Siegfried Michael Stuumlssi Felix E Wettstein Thomas Poiger Stereoselective Metabolism of the Sterol Biosynthesis Inhibitor Fungicides Fenpropidin Fenpropimorph and Spiroxamine in Grapes Sugar Beets and Wheat Journal of Agricultural and Food Chemistry 2016 vol 64 no 26 p 5301-5309 [47] M Hu X Liu F Dong J Xu S Li H Xu Y Zheng Determination of ametoctradin residue in fruits and vegetables by modified quick easy cheap effective rugged and safe method using ultra-performance liquid chromatographytandem mass spectrometry Food chemistry 2015 vol 175 p 395-400 [48] WALORCZYK Stanisław DROŻDŻYŃSKI Dariusz GNUSOWSKI Bogusław Multiresidue determination of 160 pesticides in wines employing mixed-mode dispersive-solid phase extraction and gas chromatographyndashtandem mass spectrometry Talanta 2011 vol 85 no 4 p 1856-1870 [49] Tianyang Guo Pingping Fang Juanjuan Jiang Feng Zhan Wei Yong Jiahui Liu YiYang Dong Rapid screening and quantification of residual pesticides and illegal adulterants in red wine by direct analysis in real time mass spectrometry Journal of Chromatography A 2016 vol 1471 p 27-3 [50] GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ R M CANCHO-GRANDE B SIMAL-GAacuteNDARA J Decay of fungicide residues during vinification of white grapes harvested after the application of some new active substances against downy mildew Food chemistry 2011 vol 125 no 2 p 549-560 [51] CARPINTEIRO I Ramil M Rodriacuteguez I Cela R Determination of fungicides in wine by mixed-mode solid phase extraction and liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry Journal of Chromatography A 2010 vol 1217 no 48 p 7484-7492

53

Page 17: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

Capiacutetulo I Introduccioacuten

la fibra se introduce de nuevo en la jeringa y se retira del vial [27]

232 Microextraccioacuten en fase liacutequida (LPME)

La microextraccioacuten en fase liacutequida se desarrolloacute como una alternativa a la LLE para la reduccioacuten en la cantidad de

disolventes orgaacutenicos siendo rentable tanto para el medioambiente como econoacutemicamente Entre las modalidades

maacutes populares de esta teacutecnica se encuentran microextraccioacuten con gota suspendida (SDME) y microextraccioacuten

liacutequido-liacutequido dispersiva (DLLME) En la SDME una gota de disolvente orgaacutenico es expuesta al espacio de

cabeza situado sobre una muestra en un vial dicha gota es suspendida del extremo de una microjeringa Por otro

lado la DLLME sobre una muestra acuosa se inyecta un pequentildeo volumen de una mezcla de disolventes en la

cual es dispersada formando una solucioacuten en la que se establece el equilibrio El disolvente de extraccioacuten debe

presentar una densidad inferior a la de la muestra para facilitar su recuperacioacuten normalmente despueacutes de

centrifugar el vial doacutende se realiza la extraccioacuten [31]

24 QuEChERS

La extraccioacuten QuEChERS de las palabras en ingleacutes Quick Easy Cheap Effective Rugged and Safe es un meacutetodo

de extraccioacuten que se desarrolloacute entre 2000 y 2002 para el anaacutelisis de pesticidas Como su nombre indica raacutepido

faacutecil barato eficaz robusto y seguro son las principales

caracteriacutesticas de esta preparacioacuten de muestra Se realiza en dos

etapas en primer lugar una extraccioacuten simple y una segunda fase

de purificacioacuten En la primera etapa tenemos el vial con la

muestra en el cual se antildeade un disolvente generalmente

acetonitrilo para la extraccioacuten de los analitos de intereacutes en

presencia de diferentes sales (en el meacutetodo original se utiliza

sulfato de magnesio y cloruro de sodio) para facilitar la separacioacuten

de las fases En la segunda parte se realiza la purificacioacuten de la

fraccioacuten del extracto orgaacutenico Para eso se lleva a cabo una

limpieza de los analitos eliminando el agua y los compuestos

presentes en la matriz de la muestra empleando un adsorbente PSA (amina primaria y secundaria) C18 carboacuten

negro grafitizado (GCB) o una combinacioacuten de eacutestas [32]

Figura I8 Etapas de QuEChERS [33]

13

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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51

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52

IV Bibliografiacutea [37] Quintela O Cruz A Concheiro M De Castro A amp Loacutepez-Rivadulla M (2005) Metodologiacutea LC-MS Aspectos generales de la teacutecnica y sus aplicaciones en el campo de la toxicologiacutea Rev Toxicol 22 paacutegs7-14 [38] Imagen LC-MS httpsuploadwikimediaorgwikipediaenff9Liquid_chromatography_tandem_Mass_spectrometry_diagrampng (visto 18052017) [39] Vargas de la Cruz Celia Bertha Adaptacioacuten de la Metodologiacutea Analiacutetica para la determinacioacuten de residuos de plaguicidas en frutas nativas de exportacioacuten mediante Uplc-MsMs (2012) Tesis obtenida en http20062146130handlecybertesis2331 (Acceso el diacutea 772017) [40] ROMERO GONZAacuteLEZ Roberto Fernaacutendez Moreno Joseacute Luis Plaza Bolantildeos Patricia Garrido Frenich Antonia Martiacutenez Vidal Joseacute Luis Empleo de la espectrometriacutea de masas como herramienta para la determinacioacuten de toacutexicos en alimentos hacia la seguridad alimentaria Revista Espantildeola de salud puacuteblica 2007 vol 81 no 5 p 461-474 [41] PAYAacute Andrus Fundamento y Funciones de la Espectrometriacutea de Masas Universidad de Valencia Espantildea 2006 httpmuraluvescaloan (Acceso el diacutea 19052017) [42] Imagen MS sacada de httpsesslidesharenetMaYaTorrezespectrometria-demasas (Acceso el diacutea 21052017) [43] ECONOMOU Anastasios Botitsi Helen Antoniou Spyros Tsipi Despina Determination of multi-class pesticides in wines by solid-phase extraction and liquid chromatography-tandem mass spectrometry Journal of Chromatography A 2009 vol 1216 no 31 p 5856-5867 [44] FONTANA A R Rodriacuteguez I Ramil M Altamirano JC Cela R Liquid chromatography time-of-flight mass spectrometry following sorptive microextraction for the determination of fungicide residues in wine Analytical and bioanalytical chemistry 2011 vol 401 no 2 p 767-775 [45] PELAJIĆ Maja G Peček DM Pavlović DV Čepo Novel multiresidue method for determination of pesticides in red wine using gas chromatographyndashmass spectrometry and solid phase extraction Food chemistry 2016 vol 200 p 98-106 [46] Ignaz J Buerge Juumlrgen Krauss Rociacuteo Loacutepez-Cabeza Werner Siegfried Michael Stuumlssi Felix E Wettstein Thomas Poiger Stereoselective Metabolism of the Sterol Biosynthesis Inhibitor Fungicides Fenpropidin Fenpropimorph and Spiroxamine in Grapes Sugar Beets and Wheat Journal of Agricultural and Food Chemistry 2016 vol 64 no 26 p 5301-5309 [47] M Hu X Liu F Dong J Xu S Li H Xu Y Zheng Determination of ametoctradin residue in fruits and vegetables by modified quick easy cheap effective rugged and safe method using ultra-performance liquid chromatographytandem mass spectrometry Food chemistry 2015 vol 175 p 395-400 [48] WALORCZYK Stanisław DROŻDŻYŃSKI Dariusz GNUSOWSKI Bogusław Multiresidue determination of 160 pesticides in wines employing mixed-mode dispersive-solid phase extraction and gas chromatographyndashtandem mass spectrometry Talanta 2011 vol 85 no 4 p 1856-1870 [49] Tianyang Guo Pingping Fang Juanjuan Jiang Feng Zhan Wei Yong Jiahui Liu YiYang Dong Rapid screening and quantification of residual pesticides and illegal adulterants in red wine by direct analysis in real time mass spectrometry Journal of Chromatography A 2016 vol 1471 p 27-3 [50] GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ R M CANCHO-GRANDE B SIMAL-GAacuteNDARA J Decay of fungicide residues during vinification of white grapes harvested after the application of some new active substances against downy mildew Food chemistry 2011 vol 125 no 2 p 549-560 [51] CARPINTEIRO I Ramil M Rodriacuteguez I Cela R Determination of fungicides in wine by mixed-mode solid phase extraction and liquid chromatography coupled to tandem mass spectrometry Journal of Chromatography A 2010 vol 1217 no 48 p 7484-7492

53

Page 18: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

Capiacutetulo I Introduccioacuten

3 METODOLOGIacuteA ANALIacuteTICA PARA LA DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS

31 Meacutetodos de GC-MS (MSMS)

La combinacioacuten de cromatografiacutea de gases (GC) teacutecnica de separacioacuten con espectrometriacutea de masas (MS) como

sistema de deteccioacuten representa un potente meacutetodo para la identificacioacuten determinacioacuten y cuantificacioacuten de

analitos orgaacutenicos en concentraciones traza presentes en muestras complejas Esta teacutecnica de anaacutelisis cuenta con

muchas ventajas en sensibilidad multifuncionalidad buena reproducibilidad robustez asiacute como facilidad en el

manejo pero con una gran desventaja este meacutetodo no es apto para ser utilizado con todos los analitos sino que

se ve limitado a aquellos que sean termoestables y no se descompongan a temperaturas elevadas antes de ser

volatilizados La muestra es introducida a traveacutes del inyector en el cromatoacutegrafo de gases doacutende impulsada por

una corriente de gas inerte como fase moacutevil pasa a traveacutes de la columna que contiene la fase estacionaria en la

cual se separan los compuestos debido a una distribucioacuten de estos entre fase moacutevil-fase estacionaria Mediante

una interfase son introducidos para su deteccioacuten en el espectroacutemetro de masas que cuenta con una fuente de

iones analizador de masas y un detector [34]

La combinacioacuten de analizadores de masas en taacutendem (MSMS) como sistema de deteccioacuten en GC es una teacutecnica

altamente selectiva mejorando la sensibilidad y la relacioacuten sentildeal-ruido en los espectros experimentando una

mejora por lo que se logran unos liacutemites de deteccioacuten inferiores Esta teacutecnica GC-MSMS comprende maacutes

pasos despueacutes de la separacioacuten por cromatografiacutea se lleva a cabo la deteccioacuten con MSMS que consta de varias

etapas generacioacuten de iones en la fuente de ionizacioacuten seleccioacuten de los iones precursores de una determinada

masa disociacioacuten causada por colisioacuten con moleacuteculas de gas inerte de los iones precursores y por uacuteltimo el

anaacutelisis de los fragmentos en relacioacuten a su masacarga (mz) En el caso de que un espectro de MS no permita

confirmar la identidad de un determinado compuesto quiacutemico la obtencioacuten de su espectro de MSMS permite

mejorar la confianza en su identificacioacuten [36]

Figura I9 Acoplamiento GC-MS [35]

14

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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51

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53

Page 19: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

Capiacutetulo I Introduccioacuten

32 Meacutetodos LC-MS (MSMS)

La teacutecnica de LC-MS se desarrolloacute para minimizar las desventajas del acoplamiento GC-MS y asiacute resolver los

problemas que este uacuteltimo acarreaba con los analitos termolaacutebiles permitiendo el anaacutelisis de eacutestos sin tener que

realizar una etapa previa de derivatizacioacuten La interfase de unioacuten de cromatografiacutea liacutequida (LC) con espectrometriacutea

de masas (MS) acarrea una dificultad significativa siendo responsable de transformar los analitos que se

encontraban en la fase moacutevil liacutequida en iones en fase gas sin que se produzca su degradacioacuten teacutermica La

sensibilidad de las determinaciones por LC-MS va a depender de la interfase empleada Las principales interfases

empleadas actualmente son las ionizaciones a presioacuten atmosfeacuterica electrospray (ES) e ionizacioacuten quiacutemica a

presioacuten atmosfeacuterica (APCI) [37]

Con los antildeos la cromatografiacutea liacutequida se ha ido innovando y mediante la disminucioacuten del tamantildeo de partiacutecula en

la columna se fue mejorando la eficiencia asiacute como aumentando la selectividad y resolucioacuten del pico en el

cromatograma Para este nuevo sistema llamado UPLC Ultra-Performance Liquid Chromatography se desarrolloacute

una nueva instrumentacioacuten capaz de trabajar a altas presiones generando flujos mayores sin peacuterdidas de

resolucioacuten utilizando inyectores automaacuteticos maacutes raacutepidos y detectores con mayor velocidad de adquisicioacuten de

datos disminuyendo asiacute el tiempo de anaacutelisis [39]

33 Espectrometriacutea de masas

La espectrometriacutea de masas es el meacutetodo de deteccioacuten y cuantificacioacuten maacutes fiable a la hora de la determinacioacuten de

compuestos en matrices complejas (tales como alimentos) ya que otros detectores maacutes tradicionales como UV-

visible o fluorescencia cuentan con una gran incertidumbre en los resultados llegando incluso a ofrecer falsos

Figura I10 Acoplamiento LC-MS [38]

15

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

49

Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

50

VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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51

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53

Page 20: DESARROLLO DE MÉTODOS MULTIANALITO PARA LA …

Capiacutetulo I Introduccioacuten

positivos o negativos Un espectrometro de masas cuenta con un dispositivo de introduccioacuten de muestra una

caacutemara de ionizacioacuten un sistema para la aceleracioacuten de los iones uno o varios analizadores de masas y un detector

[40]

El fundamento de la espectrometriacutea de masas se basa en la separacioacuten de iones en base a la relacioacuten masacarga

(mz) El proceso consta fundamentalmente de cuatro etapas La

primera es la ionizacioacuten de la muestra los iones formados se aceleran

debido a la accioacuten de un campo eleacutectrico variable separacioacuten de los

iones seguacuten su masacarga deteccioacuten de los iones y produccioacuten de la

sentildeal eleacutectrica El analizador de masas es el encargado de la separacioacuten

de los iones en funcioacuten a su mz entre los que maacutes destacan

analizador de masas cuadrupolar que dispersa simultaacuteneamente todos

los iones en funcioacuten de la relacioacuten mz analizador de masas de

tiempo de vuelo (TOF) consta de un tubo a alto vaciacuteo sobre el que no

actuacutea ninguacuten campo eleacutectrico al cual llegan todos los iones acelerados con la misma energiacutea cineacutetica y en el tubo

las velocidades variacutean seguacuten mz y analizador de trampa de iones en doacutende los iones gaseosos quedan aislados

durante largos periacuteodos de tiempo por la accioacuten del campo eleacutectrico [41]

4RESUMEN BIBLIOGRAacuteFICO DE LAS TEacuteCNICAS DE EXTRACCIOacuteN Y

DETERMINACIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINO

En la bibliografiacutea se han descrito diversas teacutecnicas y diferentes combinaciones entre teacutecnicas de extraccioacuten y

distintas teacutecnicas de cuantificacioacuten e identificacioacuten para esos analitos Entre estas teacutecnicas los valores de los liacutemites

de cuantificacioacuten (LOQs) y las recuperaciones relativas pueden diferir en el resultado en un rango de valores asiacute

como el tiempo total empleado para el anaacutelisis y para la preparacioacuten de la muestra

Por lo general el meacutetodo de extraccioacuten de los analitos de intereacutes maacutes empleado es la extraccioacuten en fase soacutelida

(SPE) la cuaacutel le ha estado ganando terreno a la extraccioacuten liacutequido-liacutequido aunque tambieacuten se estaacute viendo cada vez

maacutes desplazada debido al creciente uso de la teacutecnica QuEChERS

Figura I11 Etapas de la espectrometriacutea de masas [42]

16

Capiacutetulo I Introduccioacuten

En el estudio de ECONOMOU et al [43] realizado en el antildeo 2009 en Grecia se empleoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida con deteccioacuten en cromatografiacutea de liacutequidos acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem (SPE-LC-ESI-

MSMS) Para la preparacioacuten de la muestra diluyeron 10 mL de vino (tanto blanco como tinto) a un volumen

final de 100 mL con agua ultrapura antes de la SPE Determinaron las recuperaciones de la extraccioacuten para dos

niveles de concentracioacuten 0010 y 0050 mgL realizando 8 medidas diarias durante 3 diacuteas consecutivos

encontraacutendose unos valores que variacutean dentro del rango 70-110 para todos los pesticidas en los dos niveles Para

la determinacioacuten y cuantificacioacuten de 46 pesticidas emplearon la teacutecnica de cromatografiacutea de liacutequidos con

espectrometriacutea de masas con un volumen de inyeccioacuten de 20 microL y un flujo de fase moacutevil de 02 mLmin

aclopada a espectrometriacutea de masas en taacutendem

Con la misma teacutecnica de extraccioacuten PELAJIĆ et al [45] durante el antildeo 2015 en Croacia llevaron a cabo la

determinacioacuten de 25 residuos de plaguicidas en vino tinto El meacutetodo que desarrollaron para dicha finalidad fue el

acoplamiento SPE-GC-MS Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL de vino diluidos 11 con agua

ultrapura hasta un volumen final de 20 mL Calcularon las recuperaciones de la extraccioacuten y se encontroacute un rango

para todos los pesticidas en las muestras de 70-120 Para la determinacioacuten en cromatografiacutea de gases-

espectrometriacutea de masas se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y un flujo de fase moacutevil de 10 mLmin

Mediante el acoplamiento de teacutecnicas SPE dispersiva-GC-MS WALORCZYK et al [48] en el antildeo 2011 en

Polonia llevaron a cabo la cuantificacioacuten de 160 pesticidas en diferentes clases de vino tinto rosado y blanco Con

10 g de vino y 10 mL de acetonitrilo se realizaron pruebas de recuperacioacuten en la fase de extraccioacuten para vino

tinto con los niveles de concentracioacuten 001 005 y 02 mgkg y para los vinos rosado y blanco con el nivel de

concentracioacuten 005mgkg y encontraron que a todos los niveles de concentracioacuten los valores de recuperacioacuten

rondan el rango 80-110 Para la teacutecnica cromatograacutefica se utilizoacute un volumen de inyeccioacuten de 5 microL

El acoplamiento LLE-SPE-LCDAD fue desarrollado por GONZAacuteLEZ-RODRIacuteGUEZ et al [50] en el antildeo

2010 en la provincia de Orense para la determinacioacuten de nuevos fungicidas propuestos para combatir el hongo

que provoca la enfermedad del mildium En la preparacioacuten de la muestra emplearon 15 mL de vino blanco para la

extraccioacuten en la cual fueron calculadas las recuperaciones relativas para dos niveles de concentracioacuten 005 y 05

mgkg en donde se establece un rango de entre 70-110 para todos los analitos Para la determinacioacuten mediante

cromatografiacutea de liacutequidos se empleoacute un volumen de inyeccioacuten de 2 μL y como meacutetodo de deteccioacuten utilizaron un

detector de diodos array

La microextraccioacuten sorptiva en fase soacutelida fue empleada en la publicacioacuten de FONTANA et al [44] junto con un

acoplamiento entre cromatografiacutea de liacutequidos y espectrometriacutea de masas para la determinacioacuten de 15 fungicidas

en vino realizada durante el 2010 en el noroeste de Espantildea Para la preparacioacuten de la muestra emplearon 10 mL

17

Capiacutetulo I Introduccioacuten

de vino diluiacutedos con el mismo volumen de agua ultrapura y un sorbente en forma de disco de silicona con un

volumen de 12 microL La recuperacioacuten de la extraccioacuten se calculoacute para vino tinto (Menciacutea) y vino blanco (Godello)

realizando tres replicas dentro de un mismo diacutea para los niveles de concentracioacuten 10 y 50 ngmL y nueve reacuteplicas

realizando el anaacutelisis en tres diacuteas consecutivos para el nivel de concentracioacuten de 25 ngmL y los resultados

obtenidos dan unos valores de recuperacioacuten dentro del rango 75-117 En el sistema LC-QTOF-MS el volumen

de inyeccioacuten fue de 15 microL

El otro meacutetodo de extraccioacuten mencionado anteriormente es QuEChERS estaacute en auge como meacutetodo de extracioacuten

de residuos de pesticidas en matrices como la del vino o la uva ya que incrementa la velocidad del anaacutelisis y reduce

el efecto de matriz BUERGE et al [46] seguido de una deteccioacuten mediante GC-MSMS realizaron una estapa

de extraccioacuten QuEChERS con alguna modificacioacuten acetato de sodio en lugar de cloruro soacutedico y acetato de etilo

en lugar de acetonitrilo utilizando 5 g de uva para la determinacioacuten de residuos de 4 pesticidas durante el antildeo

2016 Las recuperaciones de extraccioacuten resultaron ser valores entre 91-149 en uva a distintos niveles de

concentracioacuten 005 05 y 5 mgkg

Para la determinacioacuten de Ametoctradin HU et al [47] llevaron a cabo una extraccioacuten QuEChERS empleando 10

g de uva con deteccioacuten mediante el acoplamiento UPLC-MSMS utilizando un volumen de inyeccioacuten de 5 μL y

un flujo de fase moacutevil de 03 mLmin Las recuperaciones de la extraccioacuten se calcularon para tres niveles de

concentracioacuten 1 10 100 μgL de dos formas distintas en tres diacuteas consecutivos realizando 5 reacuteplicas al diacutea o en

dentro de un mismo diacutea realizando 15 reacuteplicas los resultados de todos los caacutelculos se encuentran dentro del rango

818-1001

Siguiendo con el mismo modo de extraccioacuten GUO et al [49] publicaron sus estudios para la determinacioacuten de

50 pesticidas y 12 adulterantes en vino tinto Para la extraccioacuten QuEChERS se utilizaron 10 mL de vino tinto con

10 mL de acetonitrilo y calcularon las recuperaciones para tres niveles de concentracioacuten 50 100 y 250 ngmL

encontraacutendose un rango de valores entre 75-120 El meacutetodo de deteccioacuten se llevoacute a cabo mediante un anaacutelisis

directo en tiempo real junto con espectrometriacutea de masas en tandem con un cuadrupolo (DART-MSMS) la

teacutecnica DART es un meacutetodo raacutepido para cribar y cuantificar los analitos de estudio que prescinde de la etapa de

separacioacuten cromatograacutefica

A continuacioacuten se recogen en la Tabla I3 los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) de los analitos de intereacutes en este

trabajo caacutelculados por los diferentes meacutetodos encontrados en bibliografiacutea citados anteriormente en este apartado

18

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Tabla I3 LOQs de los analitos de intereacutes descritos para los distintos meacutetodos encontrados en la bibliografiacutea

Compuesto LOQs

Compuesto LOQs

V Blanco V Tinto Uva V Blanco V Tinto Uva

AME - - 0032μgkg[47] MET 86 μgL[43]

22 μgL[44]

89 μgL[43]

22 μgL[44]

5 μgL[45]

259 ngmL[49]

001mgkg[48]

BEN 02 μgL[44]

0001 mgL[50]

02 μgL[44]

001 μgL[45]

280ngmL[49]

005 mgkg[48] MYC 30 μgL[43]

08 μgL[44]

36 μgL[43]

10 μgL[44]

025 μgL[45]

331ngmL[49]

001 mgkg[48]

BOS 0065 mgL[50] 05 μgL[45]

1076 ngmL[49] 001 mgkg[48] PEN

56 μgL[43]

05 μgL[44]

49 μgL[43]

04 μgL[44]

220ngmL[49]

001 mgkg[48]

CAR - 386 ngmL[49] - PYC 0003mgL[50] 07 μgL[45] 001 mgkg[48]

CYP 15 μgL[43]

04 μgL[44]

0001 mgL[50]

22 μgL[43]

06 μgL[44]

312 ngmL[49]

001 mgkg[48] PYM 17 μgL[43] 22 μgL[43]

10 μgL[45] 001 mgkg[48]

DIM 18 μgL[43] 20 μgL[43] 001 mgkg[48] TEC 03 μgL[44]

03 μgL[44]

10 μgL[45]

160ngmL[49]

001 mgkg[48]

FEH 17 μgL[43] 22 μgL[43]

938 ngmL[49] 001 mgkg[48] TEF - 876ngmL[49] -

FEP - - 002mgkg[46] TBZ 15μgL [43] 29μgL[43] 001 mgkg[48]

FLU 005 μgL[45] TME - 25 μgL[45] 001 mgkg[48]

IMI 21 μgL[43] 22 μgL[43]

225 ngmL[49] - THI-M 92 μgL[43] 89 μgL[43] -

IPR 07 μgL[44] 07 μgL[44] 001 mgkg[48] TRI 10 μgL[44] 12 μgL[44] 001 mgkg[48]

MAN 0011 mgL[50] - -

5 DISTRIBUCIOacuteN DE PESTICIDAS EN VINOS COMERCIALES

En algunos de los meacutetodos descritos en el apartado anterior se procesaron vinos comerciales encontraacutendose

resultados positivos para muchos residuos de pesticidas y algunos hasta en gran concentracioacuten

ECONOMOU et al [43] mediante el meacutetodo LC-ESI-MSMS realizaron el anaacutelisis de 60 muestras de vino tinto

y blanco recogidos en supermercados locales en Grecia a lo largo de un antildeo El meacutetodo se habiacutea desarrollado

19

Capiacutetulo I Introduccioacuten

para la determinacioacuten de 46 pesticidas pero la mayoriacutea se encuentran con una concentracioacuten por debajo de

001mgL solo ocho plaguicidas se obtuvieron con resultados de concentracioacuten mayores Se muestran los

resultados en la Tabla I4 de los analitos de intereacutes en este estudio

Tabla I4 Nuacutemero de muestras positivas de distintos pesticidas en el anaacutelisis de 60 muestras de vino [43]

Compuesto Positivos con concentracioacuten entre 001-01

mgL

Positivos con concentracioacuten entre 01-1

mgL

PYM 2 (3) 2 (3)

MYC 2 (3) 0 (0)

CAR 11 (18) 7 (12)

THI-M 7 (12) 5 (8)

FEH 5 (8) 0 (0)

MET 1 (2) 0 (0)

Mediante el meacutetodo de microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS FONTANA et al [44] aplicaron el

desarrollo del procedimiento a un total de 12 vinos joacutevenes elaborados en el 2010 y correspondientes a diferentes

denominaciones geograacuteficas del noroeste de Espantildea En la Tabla I5 se muestran los datos que han obtenido

Tabla I5 Determinacioacuten de fitosanitarios en vinos comerciales mediante Microextraccioacuten en fase soacutelida-LC-TOF-MS

Valores de concentracioacuten en ngmL [44]

Pesticidas

W 1

Albarintildeo

W5

Ribeiro

W6

Valdeorras

R1

Ribeira Sacra

R3

Ribeiro

R4

Valdeorras

MET 404plusmn06 223plusmn05 311plusmn007 25plusmn03 31plusmn03 74plusmn10

TRI nd nd 36plusmn06 nd nd ltLOQ

IPR 394plusmn03 324plusmn02 324plusmn02 071plusmn007 31plusmn02 28plusmn05

MYC nd nd nd ltLOQ 39plusmn02 nd

TEC 25plusmn01 nd nd nd nd nd

CYP 179plusmn08 ltLOQ ltLOQ 562plusmn002 083plusmn001 nd

BEN 042plusmn001 nd ltLOQ nd 032plusmn001 ltLOQ

ndNo detectados ltLOQ por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo los coacutedigos W y R corresponden respecti-vamente a los vinos blanco y tinto

20

Capiacutetulo I Introduccioacuten

Por uacuteltimo PELAJIĆ et al [45] aplicaron su meacutetodo SPE dispersiva-GC-MS mediante el cual determinaron 25

residuos de plaguicidas en vino tinto a un total de 32 muestras de vino adquiridos en supermercados locales de

Croacia pero de diversos oriacutegenes de procedencia Los resultados que han obtenido se muestran en la Tabla I6

en doacutende un total de 15 plaguicidas han sido detectados y 7 de los cuales se encontraban en una alta

concentracioacuten

Tabla I6 Resultados de los vinos con positivos en pesticidas y sus concentraciones [45]

Vino Paiacutes Residuos de pesticidas (mgKg)

Tinto Francia DIM (0013) MET (0009) IPR (001)

Tinto Alemania BOS (0011)

Tinto Alemania IPR (0009)

Tinto Macedonia MET (0015)

Tinto Moldavia IPR (0008)

Tinto Polonia MET (004)

Tinto Rumania PYM (0058)

Tinto Espantildea TRI (0005) MET (0011)

Tinto Estados Unidos BOS (001)

Rosado Francia BOS (0005)

Blanco Chile TEC (0008)

Blanco Georgia MET (0057)

Blanco Alemania DIM (001) IPR (0054) PYM (0056)

Blanco Sudaacutefrica DIM (0011) IPR (0011)

21

Capiacutetulo II Objetivos y discusioacuten

CAPIacuteTULO II OBJETIVOS Y DISCUSIOacuteN

El objetivo principal que se persigue en este trabajo es el desarrollo de un meacutetodo analiacutetico raacutepido basado en la

extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) y deteccioacuten mediante cromatografiacutea de liacutequidos en la modalidad de UPLC

acoplada a la espectrometriacutea de masas en taacutendem (UPLC-MSMS) para la determinacioacuten multianalito de residuos

de fitosanitarios principalmente fungicidas aunque tambieacuten alguacuten insecticida en muestras de vino blanco y tinto

Para llevar a cabo la finalidad de lo dicho se consideran unos objetivos maacutes especiacuteficos

Minimizar la manipulacioacuten de la muestra para asiacute reducir la cantidad de disolventes y tiempo empleado

Optimizacioacuten de los factores que afectan en la extraccioacuten en la SPE tales como tipo y cantidad de

adsorbente volumen de eluyente etc

Estudio de las condiciones en UPLC-MSMS para una separacioacuten y cuantificacioacuten oacuteptimas

Caracterizacioacuten y validacioacuten del meacutetodo propuesto

Por uacuteltimo una vez cumplidos todos los objetivos anteriores y fijadas las condiciones oacuteptimas el meacutetodo

estudiado se aplica en el anaacutelisis de muestras de vino comercial (blanco y tinto) para determinar si se encuentran

residuos presentes asiacute como conocer en queacute concentracioacuten se encuentran los pesticidas objeto de este estudio

22

Capiacutetulo III Parte experimental

CAPIacuteTULO III PARTE EXPERIMENTAL

1 MATERIAL Y REACTIVOS

11 Material

Material de vidrio de uso comuacuten en el laboratorio vasos de precipitados matraces aforados etc

Micropipetas automaacuteticas de 20-200 microL 20-200 microL 100-1000 microL 1000-5000 microL Eppendorf

Puntas de plaacutestico para micropipetas

Encapsulador y desencapsulador

Soportes y pinzas

Viales de 15 mL transparentes para muestreador automaacutetico de cromatografiacutea (Sugelabor)

Caacutepsulas de aluminio con seacuteptum de Tefloacuten (Sugelabor) y tapones pre-slit para viales

Tubos y conectores de tefloacuten

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 200 mg Oasis HLB Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona funcionalizados con grupos amina cuaternaria 150 mg

Oasis MAX Waters

Cartuchos de divinilbenceno-N-vinilpirrolidona 60 mg Oasis HLB Waters

12 Reactivos y disolventes

Agua ultrapura Milli-Q

Aacutecido foacutermico (Sigma Aldrich) 95

Acetonitrilo (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Metanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

Etanol (LichrosolvregMerck) Gradient grade for liquid chromatography

13 Patrones

Ametoctradin (AME) Dr Ehrenstrorfer 990

Benalaxyl (BEN) Pestanal Sigma- Aldrich 999

23

Capiacutetulo III Parte experimental

Boscalid (BOS) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Carbendazim (CAR) Pestanal Sigma- Aldrich 992

Cyprodinil (CYP) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Dimethomorph (DIM) mezcla de isoacutemeros E + Z Pestanal Sigma- Aldrich 989

Fenhexamid (FEH) Pestanal Sigma- Aldrich 997

Fenpropidin (FEP) Dr Ehrenstrorfer 980

Fluopicolide (FLU) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Imidacloprid (IMI) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Iprovalicarb (IPR) mezcla de isoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 985

Mandipropamid (MAN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Metalaxyl (MET) Pestanal Sigma- Aldrich 990

Myclobutanil (MYC) Pestanal Sigma- Aldrich 994

Penconazole (PEN) Pestanal Sigma- Aldrich 991

Pyraclostrobin (PYC) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Pyrimethanil (PYM) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Tebuconazol (TEC) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Tebufenozide (TEF) Dr Ehrenstrorfer 988

Thiabendazole (TBZ) Pestanal Sigma- Aldrich 999

Thiamethoxam (TME) Pestanal Sigma- Aldrich 996

Thiophanate-methyl (THI-M) Dr Ehrenstrofer 990

Triadimenol (TRI) Mezcla de diastereoisoacutemeros Pestanal Sigma- Aldrich 994

14 Patrones internos

Carbendazim-d3 (CAR-d3) Pestanal Sigma- Aldrich 998

Cyprodinil-d5 (CYP-d5) Pestanal Sigma- Aldrich

Imidacloprid-d4 (IMID-d4) Pestanal Sigma- Aldrich

Metalaxyl 13C6 (MET13C6) Pestanal Sigma-Aldrich 99

24

Capiacutetulo III Parte experimental

15 Gases

Nitroacutegeno 99999 como gas de colisioacuten en el espectroacutemetro de masas

Nitroacutegeno en los sistemas de concentracioacuten y secado por corriente de nitroacutegeno de los cartuchos SPE

2 INSTRUMENTACIOacuteN

Balanza analiacutetica de precisioacuten Sartorius

Granatario Sartorius

Bantildeo de ultrasonidos P-Selecta

Equipo de purificacioacuten de agua Millipore modelo Milli-Q gradient A-10ZMQSSVOT4

Estacioacuten de concentracioacuten por corriente de nitroacutegeno Mini-Vap Supelco

Sistema de secado de cartuchos de SPE por corriente de nitroacutegeno VisiDry Supelco

Sistema distribuidor de vaciacuteo Visiprep reg Supelco

Cromatoacutegrafo de liacutequidos de ultra-alta resolucioacuten Waters AcquityUPLC reg y espectroacutemetro de masas

Acquity TQD con analizador de triple quadrupolo (QqQ) equipado con una fuente de ionizacioacuten a

presioacuten atmosfeacuterica del tipo Z-spray (ESI)

3 PREPARACIOacuteN DE LAS DISOLUCIONES

Los patrones de pesticidas se prepararon individualmente a partir de los compuestos soacutelidos comerciales por

pesada excepto en el caso del fenpropidin (FEP) que se preparoacute a partir del compuesto liacutequido comercial Estos

compuestos soacutelidos se disolvieron en metanol y se obtuvieron unas disoluciones iniciales con concentraciones

recogidas en la Tabla III1

25

Capiacutetulo III Parte experimental

Tabla III1 Concentracioacuten de las disoluciones patroacuten stock

Compuesto Concentracioacuten (microgmL) Compuesto Concentracioacuten (microgmL)

AME 102201 MET 118912

BEN 138330 MYC 102017

BOS 99474 PEN 129791

CAR 17105 PYC 104581

CYP 131075 PYM 141386

DIM 103009 TEC 134729

FEH 99584 TEF 137769

FEP 100000 TBZ 105928

FLU 126859 TME 112283

IMI 101123 THI-M 124202

IPR 106739 TRI 118933

MAN 101021

4 LAVADO DEL MATERIAL

La limpieza del material de vidrio utilizado en el laboratorio se realizoacute utilizando jaboacuten y aclarando con agua de

grifo Luego en primer lugar se realiza un enjuague con agua Milli-Q finalmente un segundo enjuague con

acetona para eliminar posibles restos de compuestos orgaacutenicos y se deja secar sobre papel

Para la limpieza de los conectores de tefloacuten empleados en el proceso de SPE se introducen en un vaso de

precipitados con metanol y este en un bantildeo de ultrasonidos durante 10 minutos Al finalizar con el bantildeo de

ultrasonidos se realiza un enjuague con acetona y se pone a secar

5 EXTRACCIOacuteN DE MUESTRAS MEDIANTE SPE

El meacutetodo de extraccioacuten utilizado para la determinacioacuten de pesticidas fue la extraccioacuten en fase soacutelida (SPE)

mediante cartuchos Oasis HLB de 200 mg A continuacioacuten se describe el protocolo de extraccioacuten en las

condiciones oacuteptimas

26

Capiacutetulo III Parte experimental

1 Acondicionamiento del cartucho Oasis HLB de 200 mg con 2 mL de acetonitrilo seguidos de otros 2 mL de

vino sinteacutetico formado por la mezcla etanolagua MilliQ (1288)

2 Paso de la muestra 2 mL de vino diluiacutedos con 2 mL de agua MilliQ a traveacutes del cartucho por gravedad

3 Lavado del cartucho con 2 mL de agua MilliQ

4 Secado del cartucho durante 45 minutos en el VisiDry mediante el paso de una corriente de nitroacutegeno

5 Elucioacuten del cartucho con la mezcla metanolacetonitrilo en proporcioacuten 2080 hasta un volumen final de 2

mL

6 Anaacutelisis mediante cromatografiacutea liacutequida acoplada a espectrometriacutea de masas en taacutendem UPLC-MSMS

(volumen de inyeccioacuten 15 microL)

Representacioacuten esquematizada en la Figura III1

Figura III1 Extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) de las muestras de vino

27

Capiacutetulo III Parte experimental

6 CONDICIONES DE DETERMINACIOacuteN MEDIANTE UPLC-MSMS

En la Tabla III2 se indican las condiciones utlizadas en la determinacioacuten de los pesticidas de intereacutes mediante

LC-MSMS y en la Tabla III3 se muestra el gradiente de la fase moacutevil utilizado para la separacioacuten

cromatograacutefica

Tabla III2 Condiciones experimentales de determinacioacuten en LC-MSMS

UPLC Acquity UPLC-I-Class IVD System

bull Columna cromatograacutefica Zorbax Eclipse Plus C18 Rapid Resolution HD

Fase estacionaria C18

Dimensiones 21 x 50 mm

Tamantildeo de partiacutecula 18 microm

Temperatura del horno 40ordmC

bull Inyector

Volumen de inyeccioacuten 15 microL

bull Fase moacutevil

Flujo 04 mLmin

Fase acuosa (A) Agua MilliQ con 01 aacutecido foacutermico

Fase orgaacutenica (B) Acetonitrilo con 01 aacutecido foacutermico

MSMS WatersXevo TQD

Modo de ionizacioacuten ESI positivo

Voltaje del capilar 15 kV

Voltaje de cono 50 V

Temperatura de gas de secado (N2) 450ordmC

Flujo de gas de secado (N2) 1000 Lh

Modo de adquisicioacuten Centroide

Tabla III3 Gradiente de fase moacutevil utilizado en la separacioacuten cromatograacutefica (LC)

Tiempo min 0 13 28 64 75 76 10

A 98 50 50 0 0 98 98

B 2 50 50 100 100 2 2

28

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

CAPIacuteTULO IV RESULTADOS Y DISCUSIOacuteN

1 IDENTIFICACIOacuteN DE LOS COMPUESTOS

Para empezar el estudio en primer lugar se realizoacute la caracterizacioacuten de las condiciones de determinacioacuten de los

analitos en el modo Multiple Reaction Monitoring (MRM) mediante UPLC-ESI-MSMS Para llevarla a cabo se

tomaron patrones individuales de cada fitosanitario y mediante infusioacuten se estudiaron las posibles transiciones y

voltajes oacuteptimos para su determinacioacuten (Tabla IV1)

La ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudioacute tanto en modo positivo como en modo negativo encontraacutendose

que para todos los pesticidas de nuestro intereacutes se obteniacutea sentildeal en el modo positivo mientras el modo negativo

no presentaba respuesta significativa

A continuacioacuten se estudia el efecto del voltaje de cono en la respuesta del ioacuten molecular [M+H]+ aumentaacutendolo

hasta alcanzar el valor maacuteximo de la sentildeal correspondiente a dicho ioacuten y luego se optimiza la energiacutea de colisioacuten

variaacutendola para cada analito hasta obtener la sentildeal de mayor intensidad para cada uno de los iones producto Por

uacuteltimo una vez optimizado el voltaje de cono y la energiacutea de colisioacuten se seleccionan las dos transiciones maacutes

intensas para llevar a cabo la cuantificacioacuten y cualificacioacuten de cada analito en modo MRM Este procedimiento se

realizoacute para la totalidad de los compuestos confirmando los datos obtenidos con los facilitados por la base de

datos Quanpedia que estaacute disponible en el software del equipo utilizado para algunos de los compuestos

considerados

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

AME 325 2760 60 176 (35) 70 (50) 016

BEN 485 3261 26 148 (20) 91 (34) 067

BOS 387 3429 41 140 (20) 307 (20) 011

CAR 167 1921 33 160 (18) 132 (28) 014

CYP 311 2260 56 93 (33) 108 (25) 061

DIM 322 3881 40 301 (20) 165 (30) 057

FEH 386 3021 41 97 (22) 55 (38) 044

FEP 257 2742 55 147 (28) 86 (28) 093

FLU 401 3830 40 173 (20) 365 (15) 010

IMI 218 2561 34 209 (15) 175 (20) 091

IPR 358 3211 28 119 (16) 203 (10) 042

Tabla IV1 Tiempos de retencioacuten (Tr) relacioacuten de iones precursores (mz) voltaje de cono (V) energiacuteas de colisioacuten (CE) y relacioacuten de intensidades entre transiciones (IP2IP1)

29

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto Tr (min) Ion precursor (mz Da)

Voltaje de cono (V)

Ion producto 1 (CEv)

cuantificacioacuten

Ion producto 2 (CEv)

cualificacioacuten

Relacioacuten IP2IP1

MAN 392 4120 25 328 (16) 125 (35) 063

MET 283 2801 26 220 (13) 192 (17) 057

MYC 365 2891 34 70 (18) 125 (32) 029

PEN 417 2840 34 70 (16) 159 (34) 031

PYC 523 3881 31 194 (12) 163 (25) 066

PYM 266 2000 51 107 (24) 82 (24) 071

TEC 397 3080 40 70 (22) 125 (40) 007

TEF 473 3531 19 133 (20) 297 (8) 072

TBZ 182 2020 51 175 (25) 131 (30) 062

TME 203 2920 28 211 (12) 132 (22) 047

THI-M 257 3430 28 151 (46) 93 (19) 0001

TRI 319 2961 21 70 (10) 99 (15) 013

El dwell time para cada una de las transiciones se ajustoacute de manera automaacutetica por el software (MassLinx) con

objeto de obtener doce puntos espectrales por compuesto tomando un valor promedio de cuatro segundos como

ancho de pico a liacutenea de base

2 CARACTERIZACIOacuteN DEL PROCEDIMIENTO DE DETERMINACIOacuteN (UPLC-ESI-

MSMS)

Una vez optimizados los paraacutemetros que afectan a la separacioacuten cromatograacutefica (UPLC) y a la determinacioacuten por

espectrometriacutea de masas en taacutendem (MSMS) se lleva a cabo la evaluacioacuten de la repetibilidad de inyeccioacuten y

determinacioacuten en esas condiciones Se expresa por medio de la desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) paraacutemetro que

nos indica el grado de correlacioacuten que existe entre varias medidas del mismo patroacuten realizadas por el mismo

operador en el laboratorio y en el mismo equipo de medida a lo largo de un diacutea Para el estudio se realizan diez

inyecciones con volumen de 15 microL de dos patrones con distintos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL Los

datos de RSD (Tabla IV2) para las aacutereas de pico de los analitos se situacutean para el nivel de concentracioacuten 5 ngmL

en el rango 2-13 y en el nivel de concentracioacuten 20 ngmL en el rango 1-7

30

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten Tabla IV2 Desviacioacuten estaacutendar relativa (RSD) del aacuterea de pico (transicioacuten de cuantificacioacuten) para evaluar la repetivilidad del proceso de LC-MSMS

Compuesto RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL Compuesto

RSD

5 ngmL

RSD

20 ngmL

AME 5 2 MET 3 2

BEN 2 2 MYC 9 2

BOS 4 5 PEN 4 4

CAR 4 2 PYC 3 1

CYP 5 7 PYM 7 3

DIM 6 5 TEC 3 2

FEH 7 4 TEF 4 2

FEP 4 2 TBZ 2 1

FLU 5 3 TME 6 6

IMI 13 7 THI-M a 6

IPR 8 2 TRI 8 6

MAN 3 2

A continuacioacuten tambieacuten se evaluoacute la repetibilidad de los tiempos de retencioacuten (Tr) para diez inyecciones de

patrones a los dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL situaacutendose las RSD para todos los compuestos en el

rango 01-03 En base a este dato la ventana de tiempo en la que se registran las transiciones de MRM de cada

compuesto se fijoacute en 05 min lo que es lo mismo 025 min alrededor del valor medio de su tiempo de retencioacuten

Por otro lado la linealidad del meacutetodo se estudioacute a nueve niveles de concentracioacuten diferentes comprendidos ente

los niveles 05 ngmL y 200 ngmL mediante la inyeccioacuten de disoluciones patroacuten de los distintos compuestos de

estudio Se realizoacute una evaluacioacuten sin y otra con patroacuten interno (IS) antildeadiendo una concentracioacuten fija de patrones

internos a nivel de 25 ngmL y pudimos observar que los resultados mejoran notablemente al realizar una

correccioacuten con el IS En la Tabla IV3 se muestran los coeficientes de determinacioacuten (R2) obtenidos al realizar la

correccioacuten mediante IS observando que para todos los compuestos excepto para THI-M y para TRI los

coeficientes de correlacioacuten son superiores a 0990 por lo que existe una respuesta lineal en el rango de

concentraciones que hemos estudiado

Aparte del estudio de la linealidad tambieacuten se han estudiado los liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales del

meacutetodo (LOQs) Para ello los LOQs se evaluacutean como la miacutenima cantidad de analito que origina una sentildeal 10

veces superior a la desviacioacuten estaacutendar del ruido Los valores anteriores se estimaron a partir del patroacuten de

a no evaluado ya que se encuentra por debajo del liacutemite de cuantificacioacuten del meacutetodo

31

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

concentracioacuten maacutes baja que presenta un pico con una relacioacuten SN superior a 10 En la Tabla IV3 tambieacuten se

recogen estos LOQs en doacutende podemos ver que variacutean en el rango 01-1 ngmL excepto para THI-M que se

desviacutea a valores de 10 ngmL

Tabla IV3 Coeficientes de determinacioacuten (R2) y liacutemites de cuantificacioacuten instrumentales (LOQs) de los analitos para nueve

niveles de concentracioacuten de 05 a 200 ngmL

Compuesto Coeficiente de

correlacioacuten (R2)

LOQs (ngmL) Compuesto

Coeficiente de correlacioacuten

(R2)

LOQs (ngmL)

AME 09951 04 MET 09933 01

BEN 09949 01 MYC 09950 04

BOS 09979 02 PEN 09945 02

CAR 09923 02 PYC 09955 02

CYP 09878 02 PYM 09931 01

DIM 09938 07 TEC 09958 05

FEH 09959 05 TEF 09957 01

FEP 09931 01 TBZ 09942 02

FLU 09965 02 TME 09903 01

IMI 09979 05 THI-M 09580 100

IPR 09938 01 TRI 09867 07

MAN 09979 01

En la Figura IV1 y Figura IV2 se muestran dos ejemplo de curvas de calibrado para dos compuestos IMI y

MAN respectivamente

Figura IV1 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de IMI para UPLC-ESI-MSMS

32

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV2 Curva de calibrado y coeficiente de determinacioacuten de MAN para UPLC-ESI-MSMS

3 ESTUDIO DEL MEacuteTODO SPE

La extraccioacuten de pesticidas se llevoacute a cabo mediante extraccioacuten en fase soacutelida (SPE) en doacutende se realizaron

diversos estudios con diferentes condiciones para dar con las oacuteptimas En primer lugar se llevaron a cabo los

experimentos de retencioacuten y elucioacuten sobre dos tipos distintos de adsorbentes cartuchos OASIS HLB (200mg) y

cartuchos OASIS MAX (150 mg) como fases potenciales en las que llevar a cabo la extraccioacuten de manera

selectiva Los dos tipos de cartuchos son de fase reversa pero difieren entre siacute en el fundamento de retencioacuten de

los analitos En los cartuchos OASIS HLB (200 mg) formados por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

la retencioacuten de los diferentes analitos tiene lugar por interacciones π-π o de Van der Waals mientras que los

cartuchos OASIS MAX (150 mg) que se probaron como alternativa para mejorar la selectividad en la extraccioacuten

cuentan con un adsorbente polimeacuterico de modo mixto formado por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona (DVB-VP)

funcionalizado con grupos amina cuaternaria siendo el fundamento de la extraccioacuten la combinacioacuten de las

propiedades adsorbentes del cartucho HLB con un mecanismo adicional de intercambio ioacutenico (anioacutenico) [27]

Algunos autores han empleado este mecanismo para mejorar la selectividad de la extraccioacuten de forma que en la

etapa de elucioacuten ciertos pigmentos del vino quedan fuertemente retenidos en el adsorbente a diferencia de lo que

ocurre con los adsorbentes de fase reversa [51]

Para llevar a cabo la eleccioacuten del tipo de adsorbente se realizaron pruebas con 10 mL de vino blanco y tinto

conectando en serie los dos tipos de cartuchos HLB (200 mg) y MAX (150 mg) a un segundo cartucho OASIS

HLB (60 mg) La elucioacuten de los analitos se hace de forma independiente para cada cartucho y se evaluacutea si los

analitos pasan del primer cartucho hacia el segundo cartucho es decir si se supera el volumen de corte o si por

33

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

otro lado se quedan retenidos en el primero y no eluyen hacia el segundo En estas pruebas de estudio

preliminares de preparacioacuten de la muestra no se ha incluido el CYP

En la Figura IV3 podemos ver la eficacia de la extraccioacuten para vino blanco y tinto que obtenemos empleando

cartuchos OASIS MAX (150 mg) conectados en serie con cartuchos OASIS HLB (60 mg) realizando la

extraccioacuten de tres fracciones de 2 mL cada una del cartucho OASIS MAX (150 mg) y una cuarta fraccioacuten de 2

mL del cartucho OASIS HLB (60 mg)

Por otro lado en la Figura IV4 podemos ver un graacutefico de columnas en el cual comparamos la eficacia de

extraccioacuten de los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con dos disolventes de elucioacuten distintos En dicho graacutefica el

acroacutenimo de cada compuesto consta de dos barras cuyo significado es el siguiente la barra de la izquierda indica

la eficacia de la extraccioacuten empleando acetonitrilo (ACN) como disolvente de elucioacuten y la barra de la derecha

indica la eficacia de la extraccioacuten empleando la combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) como

disolvente de elucioacuten Para este adsorbente no se detectoacute ninguacuten compuesto en la extraccioacuten del segundo

cartuchos OASIS HLB (60 mg) empleando 2 mL de metanol

Figura IV3 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS MAX (150 mg)

utilizando 10 mL de vino tinto y blanco sacando cuatro fracciones de 2 mL cada una con metanol como

disolvente de elucioacuten

34

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV4 Distribucioacuten de los compuestos en cada fraccioacuten obtenidas con cartuchos OASIS HLB (200 mg) utilizando 10

mL de vino tinto y blanco sacando 3 fracciones de 2 mL cada una con acetonitrilo (ACN) (columna de la izquierda) y una

combinacioacuten MetanolAcetonitrilo (2080) (MeOHACN) (columna de la derecha) como disolventes de elucioacuten

A la vista de los resultados reflejados en las graacuteficas podemos afirmar que cuando se utiliza el cartucho OASIS

HLB (200 mg) eluyendo con acetonitrilo o la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080) los extractos son limpios

y se eluyen la mayoriacutea de los compuestos en la primera fraccioacuten Pero utilizando acetonitrilo como disolvente de

elucioacuten se encuentran problemas en la extraccioacuten de CAR FEH y TBZ para los que es necesario emplear un

volumen mayor de elucioacuten o bien seleccionar otro disolvente de elucioacuten como es la combinacioacuten

metanolacetonitrilo

35

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Por otro lado los extractos en los cartuchos OASIS MAX (150 mg) son maacutes limpios incluso utilizando metanol en

la elucioacuten pero se detecta la presencia de CAR FEP TBZ y TME en el segundo cartucho OASIS HLB (60 mg)

significando la rotura del primer cartucho para dichos analitos considerando un volumen de 10 mL de vino Los

demaacutes compuestos se podriacutean recuperar cuantitativamente en la primera fraccioacuten sacada pero la peacuterdida de estos

compuestos inclina la eleccioacuten hacia los cartuchos OASIS HLB (200 mg) con metanolacetonitrilo (2080) como

disolvente de elucioacuten para continuar con el estudio

Una vez fijado el adsorbente y el volumen de elucioacuten se prueba la eficacia de la SPE independiente de los efectos

de matriz En la Tabla IV4 se muestran las recuperaciones de la SPE tomando 10 mL de vino blanco y tinto

con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL sacando una sola fraccioacuten de 2 mL con la combinacioacuten

metanolacetonitrilo (2080) y n=3 reacuteplicas

Tabla IV4 Recuperaciones (R plusmn SD) de SPE para 10 mL de vino (blanco y tinto) con un nivel de adicioacuten de 15 ngmL y

n=3 reacuteplicas

Compuesto Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmnSD Compuesto

Vino Tinto

R plusmn SD

Vino Blanco

R plusmn SD

AME 82 plusmn 7 100 plusmn 1 MET 92 plusmn 6 94 plusmn 3

BEN 89 plusmn 6 97 plusmn 3 MYC 90 plusmn 9 86 plusmn 4

BOS 95 plusmn 1 100 plusmn 2 PEN 84 plusmn 10 103 plusmn 3

CAR 91 plusmn 6 104 plusmn 6 PYC 86 plusmn 5 106 plusmn 1

CYP 81 plusmn 7 102 plusmn 3 PYM 87 plusmn 12 94 plusmn 3

DIM 97 plusmn 3 86 plusmn 4 TEC 83 plusmn 10 103 plusmn 1

FEH 89 plusmn 3 88 plusmn 3 TEF 84 plusmn 5 108 plusmn 4

FEP 91 plusmn 7 104 plusmn 3 TBZ 88 plusmn 7 92 plusmn 5

FLU 91 plusmn 2 97 plusmn 4 TME 101 plusmn 1 110 plusmn 13

IMI 117 plusmn 8 101 plusmn 11 THI-M 85 plusmn 9 110 plusmn 4

IPR 89 plusmn 7 112 plusmn 4 TRI 85 plusmn 10 110 plusmn 4

MAN 88 plusmn 2 87 plusmn 2

Algunos compuestos de la matriz en el vino pueden competir con los analitos durante el proceso de ionizacioacuten

que tiene lugar en la interfase entre UPLC-MSMS por lo que para la cuantificacioacuten del rendimiento de la

ionizacioacuten por electrospray (ESI) se estudian los efectos de matriz (EM) para vino blanco y tinto considerando

dos voluacutemenes de muestra distintos 2 y 10 mL y un volumen final del extracto de 2 mL En la Tabla IV5 se

36

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

exponen los valores para cada compuesto notando que al aumentar el volumen de muestra tambieacuten se aumentan

los efectos de matriz y eacutestos siempre son mayores en vino tinto Para el caacutelculo de estos efectos de matriz (EM)

se emplea la siguiente ecuacioacuten

Donde Am Ab y Ap representan el aacuterea de pico en la sentildeal medida del analito en el extracto de la muestra con

adicioacuten en el extracto de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente El nivel de

adicioacuten en extracto fue de 50 ngmL por compuesto

Tabla IV5 Efectos de matriz para vino blanco y tinto con un volumen inicial de 2 y 10 mL evaluados para un nivel de adicioacuten de 50 ngmL en extracto

Compuesto

Vino blanco Vino tinto

2 mL 10 mL 2mL 10 mL

EM () CV () EM () CV () EM () CV () EM () CV()

AME 93 3 95 2 99 3 101 7

BEN 99 1 93 2 101 3 100 6

BOS 97 5 98 1 108 2 96 0

CAR 62 2 50 3 58 2 55 6

CYP 94 3 91 1 97 2 95 7

DIM 105 2 95 3 100 3 108 3

FEH 100 4 102 4 105 4 94 3

FEP 95 3 88 2 96 2 92 7

FLU 98 2 93 2 106 1 101 2

IMI 84 4 46 3 48 10 18 8

IPR 99 3 92 3 105 1 100 7

MAN 100 1 94 3 109 4 107 2

MET 98 1 89 1 99 2 99 6

MYC 105 1 100 1 103 2 96 9

PEN 98 3 97 1 101 3 99 10

PYC 98 2 92 3 102 2 98 5

PYM 95 2 87 1 94 3 85 12

TEC 95 3 99 1 101 1 102 10

TEF 99 1 92 3 101 2 104 5

TBZ 45 0 40 5 43 2 30 7

TME 60 6 19 16 36 4 16 1

THI-M 107 2 109 2 103 1 96 9

TRI 97 3 118 4 104 5 117 10

37

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Al observar los resultados podemos ver que la mayoriacutea de los compuestos dan resultados de EM en torno al

100 lo que significa que no sufren una modificacioacuten importante en la eficacia de ionizacioacuten para las muestras

con respecto a los patrones Pero tambieacuten por el contrario podemos observar que algunos compuestos como

por ejemplo en el caso de CAR TBZ IMI y TME experimentan una gran supresioacuten de sentildeal es decir EM bajos

que se acentuacutean al aumentar el volumen de muestra La atenuacioacuten en la eficacia de variacioacuten para estos cuatro

compuestos no solo se ve incrementada con el volumen de muestra si no que ademaacutes es maacutes significativa para

vino tinto que para vino blanco En base a estos resultados aunque la eficacia de la SPE fue cuantitativa para

muestras de 10 mL se limitoacute el volumen de muestra a extraer a 2 mL

Las condiciones oacuteptimas de extraccioacuten se esquematizan en un resumen en la Figura IV5

Figura IV5 Condiciones optimizadas para la extraccioacuten de pesticidas en vino

38

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

4 CARACTERIZACIOacuteN DEL MEacuteTODO DE DETERMINACIOacuteN

Con las condiciones de extraccioacuten y determinacioacuten citadas anteriormente se llevaron a cabo pruebas de

recuperaciones absolutas de los compuestos a nivel de adicioacuten de 5 y 20 ngmL sobre las muestras Para cada

muestra y nivel de adicioacuten se realizaron tres reacuteplicas de las muestras con adicioacuten y los blancos aliacutecuotas de las

mismas muestras sin adicioacuten se procesaron en duplicado Los IS se antildeadieron a nivel de 25 ngmL y cada uno se

utiliza para corregir unos determinados compuestos CAR-d3 se emplea para CAR y TBZ el CYP-d5 para CYP y

PYM el IMID-d4 para IMI y TME y el MET13C6 para el resto de compuestos Los resultados para vino blanco

comprenden en el nivel de concentracioacuten 5 ngmL el rango entre 79-122 y en el nivel de concentracioacuten 20

ngmL el rango entre 84-109 Por otro lado en el caso del vino tinto las recuperaciones se encuentran para el

nivel de concentracioacuten 5 ngmL en el rango 67-112 y para el nivel de concentracioacuten 20 ngmL entre el rango

73-132 Los resultados obtenidos en las pruebas con vino blanco y vino tinto se muestran en la Tabla IV6

Los resultados son satisfactorios ya que la mayoriacutea de los compuestos se ajustan en todos los casos al rango de

recuperacioacuten entre 70-120 Para la realizacioacuten de estas pruebas se ha eliminado de los resultados el compuesto

THI-M debido a que las concentraciones utilizadas se encuentran en el liacutemite o por debajo del LOQ en los

experimentos con muestras adicionadas a 5 ngmL

Para calcular las recuperaciones (R) se recurrioacute a la siguiente ecuacioacuten

Donde Cm Cb y Cp son la concentracioacuten medida de analito en el extracto de la muestra con adicioacuten en el extracto

de la muestra sin adicioacuten (o blanco) y en el patroacuten antildeadido respectivamente

Tabla IV6 Recuperaciones (R) para vino tinto y vino blanco evaluadas para dos niveles de concentracioacuten 5 y 20 ngmL

Compuesto

Vino tinto Vino Blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

AME 97 3 105 6 104 9 96 5

BEN 88 11 105 3 101 1 98 4

BOS 91 13 110 2 88 13 97 3

39

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

R

5 ngmL CV ()

R

20 ngmL CV ()

CAR 99 6 99 3 122 3 109 1

CYP 91 2 111 1 101 4 100 6

DIM 112 3 110 9 102 24 99 11

FEH 91 4 108 0 102 20 95 2

FEP 89 8 102 7 94 5 84 1

FLU 95 10 104 4 109 5 100 8

IMI 73 11 115 9 80 13 100 2

IPR 84 13 99 3 111 3 99 4

MAN 88 22 112 8 112 3 99 4

MET 99 3 106 5 106 3 98 2

MYC 84 9 106 13 88 17 86 3

PEN 84 9 102 5 84 8 90 5

PYC 96 6 105 4 100 2 95 4

PYM 90 12 112 14 106 4 97 1

TEC 89 8 101 6 98 12 94 1

TEF 93 10 102 5 107 2 97 3

TBZ 94 17 115 8 79 5 106 2

TME 67 2 101 7 84 18 90 11

THI-M ne - 74 7 ne - 89 24

TRI 88 12 97 6 102 6 92 2

ne No evaluado El nivel de adicioacuten es inferior al LOQ del meacutetodo para este compuesto

Para estudiar la reproducibilidad del meacutetodo analiacutetico global (correspondientes a los datos de preparacioacuten de

muestra y determinacioacuten) es decir la concordancia de varias medidas realizadas en diacuteas diferentes se procedioacute a la

extraccioacuten en las condiciones oacuteptimas tanto de vino blanco como tinto Las extracciones y determinaciones se

realizaron durante tres diacuteas consecutivos realizando tres reacuteplicas por vino y por diacutea con un nivel de adicioacuten en

muestra de 10 ngmL un blanco de muestra cada diacutea En la Tabla IV7 se muestran los resultados como

recuperaciones (R) en condiciones de reproducibilidad obtenidos para ambos tipos de vino dando valores entre

64-116 para muestras de vino blanco y valores situados entre 68-108 para muestras de vino tinto con la

excepcioacuten del TME para el que se ha obtenido un valor no aceptable en cuanto a la exactitud medida en

condiciones de reproducibilidad A la vista de los resultados obtenidos con estas pruebas se considera necesario el

empleo de IS adicionales para la mejora en la exactitud del meacutetodo para algunos compuestos por ejemplo el

TME

40

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV7 Recuperaciones en condiciones de reproducibilidad (R plusmn SD) para vino blanco y tinto

Compuesto

Vino tinto Vino blanco

R

10 ngmL CV ()

R

10 ngmL CV ()

AME 90 5 101 13

BEN 96 5 102 7

BOS 97 6 100 8

CAR 97 3 94 5

CYP 103 3 105 12

DIM 104 7 106 8

FEH 90 16 83 15

FEP 91 5 90 4

FLU 103 7 102 6

IMI 99 14 101 14

IPR 91 5 100 13

MAN 108 5 108 13

MET 101 5 101 5

MYC 105 16 102 14

PEN 96 11 92 10

PYC 99 12 97 12

PYM 102 4 116 8

TEC 99 9 97 16

TEF 99 8 105 11

TBZ 68 4 84 5

TME 47 13 64 10

THI-M 107 11 104 16

TRI 95 14 103 4

En la Tabla IV8 se muestran los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del meacutetodo del meacutetodo de SPE-UPLC-ESI-

MSMS obtenidos para los diferentes pesticidas Los valores obtenidos son ideacutenticos a los LOQs instrumentales

excepto en el caso de aquellos compuestos para los que se observaronfuertes efectos de matriz (Tabla IV5) En

estos casos (CAR TBZ IMI y TME) los LOQs del meacutetodo se incrementan seguacuten la atenuacioacuten de sentildeal

observada

41

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV8 Liacutemites de cuantificacioacuten LOQs (ngmL) del meacutetodo obtendos para cada compuesto

Compuesto LOQ (ngmL) Compuesto LOQ (ngmL)

AME 04 MET 01

BEN 01 MYC 04

BOS 02 PEN 02

CAR 03 PYC 02

CYP 02 PYM 01

DIM 07 TEC 05

FEH 05 TEF 01

FEP 01 TBZ 04

FLU 02 TME 02

IMI 06 THI-M 10

IPR 01 TRI 07

MAN 01

5 APLICACIOacuteN A MUESTRAS DE VINO COMERCIALES

Una vez optimizadas las condiciones del meacutetodo y estudiadas las caracteriacutesticas del meacutetodo desarrollado se aplicoacute

a la determinacioacuten de los compuestos de intereacutes estudiados en muestras de vino blanco y vino tinto comerciales

producidos en diferentes paiacuteses En la Tabla IV9 se muestra el paiacutes de origen de cada muestra comercial

identificadas con un coacutedigo alfanumeacuterico y antildeo de produccioacuten

42

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Tabla IV9 Coacutedigo asignado para los diferentes vinos comerciales blancos y tintos analizados Indicando el paiacutes de origen y

antildeo de produccioacuten

Coacutedigo Denominacioacuten de origen Antildeo de produccioacuten

bull Vinos Blancos

W1 Alemania 2014

W2 Espantildea 2012

W3 Espantildea 2016

W4 Portugal Desconocido

W5 Francia 2015

W6 Francia 2015

W7 Espantildea 2016

bull Vinos Tintos

R1 Espantildea 2015

R2 Sudaacutefrica 2015

R3 Chile 2015

R4 Francia 2015

R5 China Desconocido

R6 Espantildea 2016

R7 Australia 2014

R8 Francia 2013

R9 Francia 2015

A continuacioacuten en la Tabla IV10 y la Tabla IV11 se recogen los resultados obtenidos en el anaacutelisis de las

muestras comerciales Los datos obtenidos corresponden en todos los casos al uso de patrones de calibracioacuten

como teacutecnica de cuantificacioacuten

Tabla IV10 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino blanco comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n=2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

AME 04 nd nd nd 41 nd nd

BEN nd nd 14 nd nd nd nd

BOS 84 102 520 54 197 nd nd

CAR nd 115 56 nd nd nd nd

CYP 08 59 112 nd nd 26 nd

43

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Compuesto W1 W2 W3 W4 W5 W6 W7

DIM 14 84 400 09 32 50 nd

FEH 85 809 639 15 187 nd nd

FLU 11 05 92 nd 77 32 nd

IMI nd 136 88 29 nd nd 69

IPR 30 749 1144 14 nd nd nd

MAN nd nd nd nd nd 30 nd

MET 04 273 494 63 nd nd 172

MYC 09 nd 35 nd nd nd nd

PYM 15 469 584 08 24 35 nd

TEC 11 nd 58 nd nd nd nd

TRI nd 67 61 nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 274 2868 4358 192 558 173 862

nd no detectado

Tabla IV11 Concentracioacuten (ngmL) encontradas en las diferentes muestras de vino tinto comercial analizadas mediante

SPE-UPLC-MSMS n= 2 reacuteplicas y al final el sumatorio de las concentraciones encontradas

Compuesto R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9

AME nd nd nd 30 nd nd nd nd 16

BEN nd nd nd 07 nd nd nd nd nd

BOS nd 55 21 196 nd nd nd 73 21

CAR nd nd 04 17 249 20 nd nd nd

CYP 34 08 02 22 nd 136 nd 85 nd

DIM nd 33 nd 52 233 46 nd 61 23

FEH nd nd nd 1070 nd 10 nd 1307 14

FLU nd nd nd 20 nd nd nd nd nd

IPR 16 nd nd 17 nd 22 nd nd nd

MAN nd nd nd 17 nd nd nd 20 nd

MET 126 nd nd 14 55 313 30 44 39

MYC nd nd nd 05 nd 32 nd nd nd

PYM 19 nd 03 185 49 281 nd 24 nd

TEC 25 06 39 29 nd nd nd 21 20

TEF nd 01 12 nd nd nd nd nd nd

sumconcentracioacuten

(ngmL) 220 48 81 1681 586 860 30 1635 133

nd no detectado 44

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

En los resultados de los anaacutelisis podemos observar que en ninguna de las muestras comerciales de vino blanco

aparecieron los siguientes compuestos FEP PEN PYC TEF TBZ THI-M y TME y en los vinos tintos

comerciales no aparece a ninguna concentracioacuten FEP IMI PEN PYC TBZ TME THI-M y TRI No se

detectaron para dichas muestras de vino a niveles superiores a los LOQs del meacutetodo propuesto

Cuando se detecta un compuesto positivo se compara el pico cromatograacutefico del compuesto con el de un patroacuten

verificando la coincidencia del tiempo de retencioacuten (maacutexima diferencia 01 min) y la relacioacuten entre transiciones

(maacutexima diferencia 30 ) En la Figura IV6 y la Figura IV7 se muestran los cromatogramas para el compuesto

CYP obtenido en condiciones oacuteptimas para la muestra de vino blanco W6 y en un patroacuten de 5 ngmL

respectivamente En este caso el intervalo de tolerancia para la relacioacuten de intensidad entre transiciones es

IP2IP1=061plusmn018

Figura IV6 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en la muestra W6 (26 ngmL) Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1= 066

Figura IV7 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el CYP en un patroacuten de 5 ngmL Transicioacuten

superior 226gt93 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 226gt108 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=061plusmn018

45

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Otro ejemplo de compuesto positivo en abundantes muestras comerciales de estudio es el Metalaxyl positivo con

una concentracioacuten de 04 ngmL en el vino con referencia W1 (Figura IV8) y positivo con una concentracioacuten de

313 ngmL en el vino con referencia R6 (Figura IV9) Ambas se comparan con el cromatograma de un patroacuten

de Metalaxyl de 1 ngmL (Figura IV10) El grado de concordancia en los tiempos de retencioacuten y la relacioacuten de

intensidades entre transiciones es satisfactorio

Figura IV8 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra W1 (04 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=056

Figura IV9 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en la muestra R6 (313 ngmL) Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades IP2IP1=

056

46

Capiacutetulo IV Resultados y discusioacuten

Figura IV10 Cromatograma correspondiente a las dos transiciones para el MET en un patroacuten de 1 ngmL Transicioacuten

superior 2801gt2201 (cuantificacioacuten) y transicioacuten inferior 2801gt1921 (cualificacioacuten) Relacioacuten de intensidades

IP2IP1=057plusmn017

Es de destacar que aunque se detectaron bastantes pesticidas en las diferentes muestras de vino comerciales pero

en ninguacuten caso superaron el 10 de los LMRs permitidos en uvas tal y como se recomienda ya que todaviacutea no

existen LMRs para vino en la legislacioacuten vigente No obstante el nivel total de concentracioacuten (sumatorio de

concentraciones Tabla IV10 y Tabla VI11) es significativo para varias muestras tanto de vinos blancos (W2 y

W3) como tintos (R4 y R8)

47

Capiacutetulo V Conclusiones

CAPIacuteTULO V CONCLUSIONES

En este trabajo se ha estudiado un meacutetodo para la cuantificacioacuten de pesticidas concretamente veinte fungicidas y

tres insecticidas en vino blanco y tinto En la etapa de preparacioacuten de muestra se optimizoacute la extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) utilizando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compuestos por divinilbenceno-N-vinilpirrolidona

(DVB-VP) como adsorbente Como teacutecnica de determinacioacuten se utilizoacute cromatografiacutea de liacutequidos con una

interfase de electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

Las conclusiones generales obtenidas a partir de los resultados de este proyecto relativo a la determinacioacuten de

fitosanitarios en vino son

Ante los problemas de retencioacuten que presentan los cartuchos OASIS MAX (150 mg) para algunos

compuestos los cartuchos OASIS HLB (200 mg) junto con la combinacioacuten metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elegidos como mejor opcioacuten en la extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en muestras con matrices complejas como es el caso del vino Asiacute se consigue la retencioacuten selectiva de

componentes de la matriz y proporciona extractos con menor porcentaje de interferencias

El meacutetodo estudiado y optimizado se puede aplicar tanto a vinos blancos como a vinos tintos procesados

a partir de distintas variedades de uvas

Los liacutemites de cuantificacioacuten (LOQs) del estudio se situacutean la mayoriacutea por debajo de 10 ngmL excepto

en el caso de THI-M que asciende al valor de 20 ngmL El rango de respuesta lineal abarca hasta 200

ngmL y el tiempo de anaacutelisis ha sido de solo 10 minutos por muestra

En todas las muestras de vino (blancos y tintos) comerciales analizadas se han detectado la presencia de

varios pesticidas sin embargo todas las concentraciones encontradas se encuentran por debajo del 10

de los LMRs fijados en uvas tal y como recomienda la legislacioacuten por lo que no se considera

preocupante

48

Capiacutetulo V Conclusioacutens

CAPIacuteTULO V CONCLUSIOacuteNS

Neste traballo estudouse un meacutetodo para a cuantificacioacuten de pesticidas en particular vinte funxicidas e tres

insecticidas en vintildeo branco e maacuteis tinto No paso da preparacioacuten da mostra optimizouse a extraccioacuten en fase

soacutelida (SPE) empregando cartuchos OASIS HLB (200 mg) compostos por divinilbenceno-N-pirrolidona (DVB-

VP) como adsorbente Para a teacutecnica de determinacioacuten utilizouse cromatografiacutea de liacutequidos con unha interfase de

electroespray acoplada a espectrometriacutea de masas (UPLC-ESI-MSMS)

As conclusioacutens xerais a obtidas a partir dos resultados deste proxecto relativo aacute determinacioacuten de pesticidas en

vintildeo son

Ante os problemas de retencioacuten que mostraban os cartuchos OASIS MAX (150 mg) para alguacuten

compostos os cartuchos OASIS HLB (200 mg) en conxunto coa mistura metanolacetonitrilo (2080)

como disolvente de elucioacuten son elexidos como mellor opcioacuten na extraccioacuten en fase soacutelida de pesticidas

en mostras con matrices complexas como eacute o caso do vintildeo Asiacute eacute conseguida a retencioacuten selectiva de

componentes da matriz e proporciona extractos con menos porcentaxe de interferencias

O meacutetodo estudado e optimizado poacutedese aplicar tanto a vintildeos brancos coma tintos procesados a partir de

diferentes variedades de uvas

Os liacutemites de cuantificacioacuten do estudo (LOQs) son maacuteis baixos de 10 ngmL agaacutes no caso do THI-M

que ascende ao valor de 20 ngmL O rango de resposta lineal cobre ata 200 ngmL e o tempo de anaacutelise

foi de soacute 10 minuacutetos por mostra

En todas as mostras de vintildeo (brancos e tintos) comercial analizadas detectouse a presenza de varios

pesticidas maacuteis poreacuten todas as concentracioacutens atopadas son inferiores ao 10 dos LMR fixados en uvas

tal e como recomenda a lexislacioacuten polo que non se considera preocupante

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Chapter V Conclusions

CHAPTER V CONCLUSIONS

In this work we have studied a method for the quantification of pesticides specifically twenty fungicides and

three insecticides in white and red wine In the sample preparation step the solid phase extraction was optimized

using cartridges OASIS HLB (200 mg) containing divinylbenzene-N-vinylpyrrolidone (DVB-VP) as adsorbent

As determination technique ultraperformance liquid chromatography was used with an electrospray interface

coupled to mass spectrometry (UPLC-ESI-MS7MS)

The general conclusions drawn from the results of this project concerning the determination of pesticides in wine

are

Due to the retention problems presented by the OASIS MAX sorbent (150 mg) for some compounds of

this project the cartridges OASIS HLB (200 mg) together with the methanolacetonitrile (2080) mixture

are chosen as the best option in the solid phase extraction of pesticides in samples with complex

matrices as is the case with the wine

The method studied and optimized can be applied to both white and red wines obtained from different

varieties of grapes

The limits of quantification (LOQs) were below 10 ngmL for most of the compounds except in the

case of THI-M with a LOQ of to 10 ngmL The linear response range covers up to 200 ngmL and the

analysis time was only 10 minutes per sample

In all commercial wine samples (white and red) analyzed the presence of several pesticides was

conformed however all the concentrations obtained are below 10 of the Maximum residue

levels(MRLs) fixed in grapes as recommended by legislation

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VI Bibliografiacutea VI BIBLIOGRAFIacuteA [1] Ministerio de agricultura y pesca alimentacioacuten y medio ambiente mhttpwwwmapamagobesescalidad-y-evaluacion-ambientaltemasproductos-quimicosfitosanitarios (Acceso el diacutea 11052017) [2] httpwwwcricyteduarenciclopediaterminosProducFitohtm (Acceso el diacutea 11052017) [3] WERNER BALTES ldquoQuiacutemica de los alimentosrdquo Editorial Acribia SA 2007 Capiacutetulo 11 ldquoResiduos en los alimentosrdquo paacuteginas 206-217

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