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Núcleo Temático I.

Naturaleza de la Química Analítica

abril/2010

Profa. Anara González Carías

[Escribir texto] Página 1

Núcleo Temático I. Naturaleza de la Química AnalíticaCompetencias a desarrollar por el estudiante:

Define el concepto de Química Analítica Establece diferencias entre el análisis cualitativo y cuantitativo Describe la secuencia de un proceso analítico Diferencia métodos analíticos cuantitativos Explica la importancia de la Química Analítica y su relación con los estudios de

Bioanálisis

Subnúcleos Temáticos

Introducción a la Química Analítica Objetivo y definición de la Química Analítica Divisiones de la Química Analítica: Cualitativa, Cuantitativa Secuencia de un proceso analítico Clasificación de métodos cuantitativos:

¯ Volumétricos¯ Gravimétricos¯ Electroanalíticos¯ Espectroscópicos

Química Analítica y su relación con los estudios de Bioanálisis

INTRODUCCIÓN A LA QUÍMICA ANALÍTICA

Objetivo y definición de la Química Analítica

La Química Analítica es una de las ramas más importantes de la Química moderna. Es un ciencia de medición basada en un conjunto de ideas y métodos que son útiles en todos los campos de la ciencia y de la medicina (Skoog et al, 2005). Comprende la separación,

identificación y determinación de las cantidades relativas de los componentes que forman una muestra de materia.

Para Skoog y West (1983) la Química Analítica se trata de los métodos que sirven para identificar los componentes de una muestra de materia, así como de los apropiados para la determinación de las cantidades relativas presentes de cada uno de ellos.

La Química Analítica según Baeza (1997) puede definirse como la ciencia que desarrolla y mejora métodos e instrumentos para obtener información sobre la composición y naturaleza química de la materia.

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La Química analítica se relaciona con otras ramas de la Química, así como con otras ciencias. En la figura 1, puede observarse la importancia y la amplitud de sus interacciones con muchas otras disciplinas.

Figura 1. Relación entre la Química Analítica, otras ramas de la química y otras ciencias. (Tomado de Skoog et al, 2005, p. 5)

Divisiones de la Química Analítica: Cualitativa, Cuantitativa

Dentro de la Química Analítica se incluye el Análisis Químico que es la parte práctica que aplica los métodos de análisis para resolver problemas relativos a la composición y naturaleza

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química de la materia. Los ámbitos de aplicación del Análisis Químico son muy variados, en la industria destaca el control de calidad de materias primas y productos acabados; en el comercio los laboratorios certificados de análisis aseguran las especificaciones de calidad de las mercancías; en el campo médico los análisis clínicos facilitan el diagnostico de enfermedades.

La Química Analítica responderá a las preguntas:

¿Qué cosas hay? ¿Cuánto hay de cada una?

Al proceso de identificación se le conoce como análisis cualitativo, mientras que la determinación de cantidades se denomina análisis cuantitativo.

La Química analítica cualitativa, averigua la naturaleza de los componentes de una muestra, es decir, cuales son los constituyentes. La Química analítica Cuantitativa, indica la proporción en que se encuentran los distintos componentes de una muestra. Los resultados de una análisis cuantitativo suelen expresarse en términos de porcentajes del analito (sustancia que se determina) en la muestra en partes por mil, por millón o incluso por billón de partes de muestra, gramos o mililitros de la sustancia determinada por litro de muestra, o como la fracción molar del analito en la muestra.

Los ámbitos de aplicación del Análisis Químicos son muy variados, en la industria destaca el control de calidad de materias primas y productos acabados; en el comercio los laboratorios certificados de análisis aseguran las especificaciones de calidad de las mercancías; en el campo médico los análisis clínicos facilitan el diagnostico de enfermedades.

Así pues, obtener datos cualitativos y cuantitativos constituye una parte importante de los trabajos experimentales en las labores normales de investigación en química, bioquímica y algunas ciencias biológicas. Por ello, es un requisito previo para los estudiantes de Bioanálisis contar con formación y conocimientos en los fundamentos de los procedimientos de análisis cuantitativo y tener suficiente competencia y seguridad para realizarlos, con la finalidad de convertirse en un profesional universitario del área de la salud que pueda desempeñar los roles de: analista, investigador y agente de cambio.

Secuencia de un proceso analítico

Es interesante antes de describir la secuencia de un proceso analítico, definir los términos ligados al análisis químico:

¯ Muestra: Parte representativa de la materia objeto del análisis.¯ Analito: Especie química que se analiza.¯ Técnica: Medio de obtener información sobre el analito.¯ Método: Conjunto de operaciones y técnicas aplicadas al análisis de una muestra.¯ Análisis: Estudio de una muestra para determinar sus composición o naturaleza

química

La Química Analítica alcanza sus objetivos mediante una metodología que se fundamenta en la aplicación del método científico. La metodología del Análisis Químico, se puede resumir

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en un proceso analítico general que consistente en un conjunto de procedimientos realizados para solucionar un determinado problema analítico. En la figura 2, se esquematiza este proceso:

Figura 2. Secuencia de un proceso analítico. (Tomado de Baeza, 1997)

La definición del problema es la primera etapa, en ella se plantea el tipo de análisis que se necesita y la escala de trabajo. Tras ello, debe realizarse la elección del método analítico, aspecto clave para una resolución adecuada del problema. Una vez elegido el método, se procede a su ejecución. Posteriormente, se pasa a valorar los resultados obtenidos para establecer si el problema ha sido resuelto de forma satisfactoria. Si no es así, se debería reiniciar el proceso analítico y replantear el problema.

El desarrollo práctico del método analítico consta de tres etapas:

Primera etapa: Las operaciones previas o preliminares:

¯ Toma de muestra representativa del material a analizar.¯ Transformación de la muestra o parte de la misma, de forma que la especie o especies

químicas de interés pasen a una forma medible inequívocamente. Esta transformación, de ser necesaria, podría requerir etapas de separación de sustancias interferentes y etapas de reacción química que hagan más sensible y específica la medición de la señal debida al analito.

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Segunda etapa: Adquisición de datos

En esta etapa de la secuencia del proceso analítico tiene mucha importancia la instrumentación analítica. El proceso de medida instrumental básico puede separarse en tres etapas: (a) la generación de un flujo de energía, (b) la interacción de este flujo con la muestra y la medición y (c) procesado de la señal procedente de la muestra.

Tercera etapa: Tratamiento de datos

Consiste en el procesado matemático de los datos para obtener unos resultados que den el valor más probable de la información buscada, así como la incertidumbre que la acompaña.

Clasificación de métodos cuantitativos

Los resultados de un análisis cuantitativo típico se calculan a partir de dos medidas. Una es la masa o volumen de la muestra que se analiza. La segunda es la medida de alguna cantidad proporcional a la del analito en la muestra, como la masa, volumen, intensidad luminosa o carga eléctrica. Esta segunda medida, generalmente, completa el análisis y su naturaleza sirve de base para clasificar los métodos analíticos.

Los métodos gravimétricos determinan la masa del analito o de algún compuesto relacionado químicamente con él. En los métodos volumétricos se cuantifica el volumen de una solución que contiene reactivo suficiente para reaccionar por completo con el analito. Los métodos electroanalíticos comprenden la medición de propiedades eléctricas tales como el potencial, corriente, resistencia y cantidad de carga eléctrica. Los métodos espectroscópicos se basan en la medida de la interacción de la radiación electromagnética con los átomos o moléculas del analito, o en determinar la producción de tal radiación por el analito mismo. Por último, un grupo de métodos varios incluyen la medición de cantidades tales como la proporción de masa sobre carga de las moléculas en la espectrometría de masas, porcentajes de descomposición radioactiva, calor que generan las reacciones, porcentajes de las reacciones, conductividad térmica de las muestras, actividad óptica e índice refractivo.

Química Analítica y su relación con los estudios de Bioanálisis

El estudiante de Bioanálisis adquirirá y aplicará durante el Curso de Química Analítica las herramientas, técnicas y métodos de análisis que le permitirán caracterizar la composición de la materia, tanto desde el punto de vista cualitativo como cuantitativo. Al egresar, será un profesional universitario del área de la salud, con formación básica y especializa; capacitado científica y técnicamente para desempeñarse dentro del equipo de salud, contribuyendo mediante los análisis provenientes de muestras de seres vivos al diagnóstico, prevención, control y tratamiento de las enfermedades; todo esto fundamentado en la investigación científica.

Ten presente que el perfil formativo del profesional del Laboratorio Clínico está fundamentado en las funciones y roles a desempeñar por el futuro profesional: Analista, investigador, agente de cambio y administrador.

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En este curso, resaltaremos las primeras dos funciones, Analista e Investigador. La función de analista es fundamental porque debe tener la necesaria vocación y ética profesional, para aplicar los conocimientos científicos alcanzados en el manejo de la metodología analítica, en cada una de las fases del análisis de las diferentes muestras, para concluir en la interpretación de los resultados y diagnóstico de laboratorio, tomando en cuenta los múltiples factores de variación que pueden alterar los mismos.

Además, el conocimiento de las técnicas y métodos analíticos le permitirá al estudiante ir desarrollando sus capacidades como investigador, dado que esta función se logra mediante la aplicación del método científico en las investigaciones aplicadas a los problemas de salud que inciden en la población, así como también en las diferentes áreas de su competencia; tomando siempre en cuenta la metodología propia del Bioanálisis.

Un ejemplo de la aplicación de los métodos analíticos a los estudios de Bioanálisis se puede apreciar en el siguiente trabajo de investigación titulado:

COMPARACIÓN DE TRES MÉTODOS DIAGNÓSTICOS PARA LA DETECCIÓN DE ROTAVIRUS EN HECES DE NIÑOS DIARREICOS

SONIA Y. NUSETTI P.1, ANTONIO J. MALDONADO N.2 Y JESÚS W. BASTARDO G.21 Departamento de Bioanálisis, Universidad de oriente, Núcleo de Sucre, Cumaná, Estado Sucre, Venezuela.2 Postgrado en Biología Aplicada, Universidad de Oriente, Núcleo de Sucre, Cumaná, Estado Sucre, Venezuela.

RESUMENPara encontrar un método diagnóstico de Rotavirus asequible a laboratorios clínicos pequeños, se compararon dos inmunoensayos enzimáticos y un método de electroforesis en gel de poliacrilamida (PAGE). Se comparó la sensibilidad de los métodos entre sí, y la especificidad se determinó por microscopía electrónica de transmisión (MET) como método de referencia. Las tres técnicas resultaron con una sensibilidad del 100%, sin embargo, PAGE tuvo la mayor especificidad (100%), seguido por ELISA no comercial (96%) y por último la ELISA comercial con un (79%). La prueba de PAGE resultó ser la más ventajosa por tener una alta sensibilidad y especificidad de detección de rotavirus, se puede realizar en un tiempo relativamente corto y resulta mucho más económica, a diferencia de las ELISA que cada día elevan sus costos en el comercio.

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En el Departamento de Bioanális de la Universidad de Oriente Núcleo de Bolívar, están activas las siguientes líneas de investigación: Perfil lipídico y Tensión Arterial en niños y adolescentes del Estado Bolívar y así como la Evaluación Nutricional en el Estado Bolívar.

INVESTIGACIÓN ACERCA DEL PERFÍL LÍPIDICO

CÁLCULO DE LA CONCENTRACIÓN DE COLESTEROL DE LA LIPOPROTEÍNA DE BAJA DENSIDAD: ANÁLISIS DE REGRESIÓN VERSUS FÓRMULA DE

FRIEDEWALDAntonio Eblen-Zajjur1 y Marta Eblen-Zajjur2

Correspondencia a: Dr. Antonio Eblen-Zajjur. P.O. Box 3798, El Trigal 2002, Valencia, Venezuela. Fono. +58 [241] 8679820 Fax: +58 [241]8225290. Email: aeblen@uc.edu.ve

INVESTIGACIÓN ACERCA DE LA EVALUACIÓN NUTRICIONAL

EFECTO DEL CONSUMO DE VINO TINTO VENEZOLANO SOBRE LA SUSCEPTIBILIDAD DE OXIDACIÓN DE LAS LIPOPROTEÍNAS DE BAJA Y ALTA

DENSIDAD HUMANAAutores: Giacopini María2; Garcia Marianela1; Caraballo Carlos1; Bosch Virgilio2.

El efecto protector cardiovascular del vino tinto, se ha atribuido a la presencia de compuestos antioxidantes que evitan la oxidación de las LDL. El objetivo del presente trabajo es estudiar el efecto del consumo de vino tinto venezolano , sobre la susceptibilidad de oxidación in vitro de las lipoproteínas de baja y alta densidad (LDL - HDL) humana. Se extrajo sangre a 14 voluntarios, antes y después del consumo de 250 ml de vino tinto por quince días. Se separó el plasma y se aislaron las lipoproteínas LDL y HDL por ultracentrifugaciones sucesivas. Las LDL y HDL aisladas se incubaron con CuSO4 5 ?M a 37º C. Se determinó el grado de oxidación cada 15 min por 3:30 horas por el método del ácido tiobarbitúrico y se obtuvo gráficamente la fase de retardo (Fr). Según la prueba t pareada, el consumo del vino tinto provoca un aumento estadísticamente significativo , (p<0.05) de la Fr de la reacción de oxidación de la LDL y HDL del plasma. Esto nos sugiere que el consumo moderado de vino tinto, hace tanto las LDL como las HDL menos susceptibles a la oxidación, y menos aterogénicas.

1 Escuela de Bioanálisis. 2 Sección de Lipidología. Instituto de Medicina Experimental. Facultad de Medicina. Universidad Central de Venezuela. Financiado por CDCH y Bodegas POMAR.

Otros trabajos interesantes relacionados el área de Bioanálisis son:

Determinación de niveles séricos de Cu y Zn por EAA acoplada a IFC y su relación con la dismenorrea primaria

Determinación de algunos parámetros bioquímicos y hematológicos en niños que consumen bebidas carbonatadas

Parásitos en vegetales expendidos en mercados del Estado Táchira Características clínicas y parámetros hematológicos de pacientes con fiebre dengue y

mononucleosis infecciosa

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Actividades Propuestas:

1. Nombre los métodos más usados en las prácticas del laboratorio de Química Analítica2. ¿Cuáles son los métodos electroquímicos más usados en la Química Analítica?,

Describa por los menos dos (02) de estos métodos tomando en cuenta las etapas o secuencias del proceso analítico

3. ¿Cuáles son los tipos de métodos espectroscópicos en la Química Analítica?, describa por lo menos uno (01) de estos métodos tomando en cuenta las etapas o secuencias del proceso analítico

4. Ahora que conoce los métodos analíticos, desarrolle la secuencia analítica utilizada en una de las prácticas de otra asignatura de su carrera. (Selección Libre)

5. Asignación en pareja: ubique a través de internet, trabajos de investigación en el área de Bioanálisis relacionados con las siguientes líneas de investigación: Perfil lipídico, Tensión Arterial en niños y adolescentes, Evaluación Nutricional, y determinación de metales pesados en fluidos biológicos. Aporte cualquier otra línea de investigación que Usted consideré que debería desarrollarse.

Referencias

Baeza, Juan. (1997). “La Química Analítica y su metodología”, Disponible: http://www.uv.es/~baeza/metodo.html. [Consulta: 2009, Abril 24]

Skoog D., West D. (1983).Fundamentos de química analítica. Venezuela: Editorial Reverté.

Skoog D, West D, Holler F., Crouch S. (2005).Fundamentos de química analítica. México: Thomson

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