Desarrollo de métodos analíticos para la separación de contaminantes quirales mediante HPLC

Abstract

El desarrollo de nuevas tecnologías de análisis en los últimos años ha permitido detectar en aguas la presencia de los denominados contaminantes emergentes. Los betabloqueantes, un grupo importante de este tipo de contaminantes, son fármacos empleados en el tratamiento de los trastornos del ritmo cardiaco. Por lo general, se trata de moléculas complejas, quirales y de gran tamaño que llegan a las aguas por la excreción y metabolización del hombre. Aunque hay muy pocos estudios sobre sus efectos directos en el medio ambiente, se han detectado problemas en ciertas especies de peces y alteraciones en el comportamiento de insectos o en el crecimiento de plantas acuáticas, por lo que el conocimiento y análisis de estos compuestos en las aguas es de vital importancia. La mayor parte de los betabloqueantes se comercializan y administran como la mezcla racémica de ambos, pero para la mayor parte de estos fármacos, es el enantiómero (S) el farmacológicamente activo, mientras que el otro enantiómero no lo es, e incluso puede tener efectos negativos y tóxicos. Por ejemplo, en el caso del Metoprolol, la afinidad del enantiómero (S) por los receptores ß1 es significativamente superior y se ha demostrado que, tanto el (S)-Atenolol como el (S)-Propanolol son hasta cien veces más potentes que sus opuestos. Por este motivo, en los últimos años se han desarrollado numerosos métodos cromatográficos enantioselectivos para el análisis de este tipo de fármacos en muestras biológicas como suero, sangre y orina. La cromatografía quiral está basada en la diferente interacción entre los dos enantiómeros y la fase estacionaria de la columna, permitiendo así su separación. Se trata de fases estacionarias quirales (CSPs) compuestas por un soporte poroso, de sílice amorfa, recubierta o enlazada químicamente a diversos selectores quirales como polisacáridos, antibióticos, proteínas, ciclodextrinas, etc. Sin embargo, dado el reciente descubrimiento de estos compuestos como contaminantes emergentes en las aguas, existen pocos métodos de análisis desarrollados para su análisis en este tipo de muestras. La mayoría de los métodos publicados hasta el momento, debido al bajo nivel de concentración en el que encuentran, utilizan HPLC acoplada a un espectrómetro de masas como detector. Hoy día, el espectrómetro de masas no es un detector común en los laboratorios de análisis debido a su alto coste, por este motivo, en este Proyecto Fin de Carrera, se ha propuesto desarrollar un método sencillo para el análisis quiral de varios de los fármacos betabloqueantes más comunes en aguas, utilizando HPLC con detección UVVis. Para ello, se ha utilizado un sistema de extracción en fase sólida basado en un polímero de impresión molecular selectivo para este tipo de analitos, recientemente lanzado al mercado, y se han probado diferentes tipos de fases estacionarias quirales tanto en fase normal como en fase polar para estudiar el comportamiento de cada una de ellas. Los fármacos betabloqueantes elegidos para este Proyecto han sido Propanolol, Metoprolol, Pindolol y Atenolol y las columnas cromatográficas quirales probadas han sido Chiralpak AD-H, Chirobiotic T, Lux Cellulose-1 y Sumichiral OA 4900, de diferente tipo de selector quiral. Mediante la realización de diferentes procesos de optimización se ha logrado desarrollar métodos de análisis adecuados para cada compuesto de forma individual con todas las fases estacionarias, así como en algunos casos, se ha logrado el análisis simultáneo de los cuatro fármacos. Como ampliación y aplicación directa de este trabajo, se ha llevado a cabo el análisis quiral de Propanolol en muestras de agua reales. Se ha trabajado con agua de pozo y con agua del Canal de Isabel II de Madrid. Para ello, se ha utilizado un sistema de sistema de extracción en fase sólida, recientemente lanzado al mercado, basado en un polímero de impresión molecular, SupelMIPTM SPE, y se ha probado su capacidad de recuperación en este tipo de muestras.