Desarrollo de nuevas fases estacionarias para separaciones analíticas basadas en la impresión 3D

Abstract

[spa] El uso de ácidos perfluoroalquílicos (PFAs) ha aumentado significativamente en los últimos años. Estos compuestos presentan resistencia a las altas temperaturas y capacidad para formar capas que repelen el agua, aceite y/o grasas, lo que los hace muy atractivos en aplicaciones industriales. Además, tienen un uso muy extenso en la fabricación de plásticos ignífugos. Debido a su alto uso comercial, su presencia en agua de mar ha aumentado significativamente y puede ser un problema para el medioambiente a largo plazo, por lo que es importante monitorizar la concentración de estos contaminantes emergentes. Debido a que las concentraciones en agua de mar son muy bajas debemos realizar en primer lugar una preconcentración lo que nos permite concentrar el analito para poder detectarlo. Este proceso se llevará a cabo mediante extracción en fase sólida en la que mediante un sorbente se pueden extraer los analitos de interés, eliminando las interferencias de la muestra y realizando una preconcentración previa a su análisis. En este trabajo, los PFAs se separan mediante cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC) acoplada a un detector de fluorescencia. Sin embargo, ya que los PFAs no presentan fluorescencia intrínseca se ha realizado un proceso de derivatización con 3-bromoacetilcumarina posterior a la etapa de extracción y previo a su análisis mediante HPLC. Además, se ha optimizado la reacción en términos de concentración de reactivo, temperatura de reacción, tipo de disolvente y tipo y concentración de base en el medio de reacción. Para la preconcentración se ha utilizado la impresión 3D para diseñar un sistema milifluídico que pueda incorporarse a un sistema automatizado como un sistema de inyección secuencial. El sistema milifluídico posee unos canales internos en forma helicoidal que se modificaron para incluir grupos vinilo que permitieran la copolimerización de un polímero orgánico monolítico basado en metacrilato de glicidilo. La selección de este polímero se ha realizado en función de su capacidad de ser modificado para incluir otros grupos funcionales que aporten mayor selectividad al sistema, y por tanto mayor porcentaje de recuperación. Con este objetivo, se probaron distintas modificaciones que incluían la reacción del metacrilato de glicidilo con amoniaco o dietilamina mediante la apertura del epóxido y/o la modificación con butilmetacrilato mediante un fotoinjertado en dos pasos usando benzofenona como reacción intermedia. La modificación con aminas se incluyó para proporcionar al sistema interacciones de intercambio aniónico con los analitos, mientras que el butilmetacrilato proporciona interacciones de tipo Van der Waals. Todos los polímeros modificados y sin modificar se ensayaron con los analitos de interés (ácidos fuertes en medio acuoso). Tras realizar los estudios pertinentes, se observó que los PFAs muestran un porcentaje de recuperación máximo de aproximadamente un 20% cuando se emplea la columna modificada con dietilamina. De todos modos, como perspectivas futuras es necesario seguir evaluando nuevas modificaciones que permitan aportar mayor selectividad al sistema monolítico y capacidad de retención. Por otro lado, también es necesario optimizar las condiciones de extracción y conseguir la automatización completa del sistema para minimizar la participación del usuario previo a su aplicación a muestras reales como el análisis de PFAs en agua de mar.