Enantiomeric analysis of drugs and/or amino acids by nano-separative techniques. Improving the selectivity in chiral capillary electrophoresis using ionic liquids and deep eutectic solvents in combination with cyclodextrins

Autor:
Sandra Salido Fortuna
Directores:
María Castro Puyana, María Luisa Marina Alegre
Universidad de Alcalá
29 April 2024
La separación enantioselectiva representa uno de los desafíos más relevantes en la Química Analítica moderna, debido a la necesidad de diferenciar y cuantificar los enantiómeros de compuestos quirales de forma individual. La importancia de la separación de enantiómeros en sectores como el farmacéutico, biomédico, alimentario y medioambiental radica en que la actividad biológica, farmacológica o toxicológica de cada uno de los enantiómeros puede diferir de forma significativa en entornos quirales, como es el caso de organismos vivos.
En este contexto, la presente Tesis Doctoral se centró en el desarrollo de nuevas metodologías de separación quiral utilizando técnicas nano-separativas, tales como la electroforesis capilar (CE) y la nano-cromatografía líquida (nano-LC). Todo ello con el objetivo de resolver problemas analíticos reales mediante procedimientos limpios, sostenibles, eficientes y de bajo coste, en línea con los principios de la química verde. Se desarrollaron y optimizaron, por primera vez empleando CE, múltiples métodos enantioselectivos para una amplia variedad de compuestos de interés. Los métodos analíticos desarrollados fueron validados y aplicados a muestras reales como formulaciones farmacéuticas, suplementos dietéticos y muestras biológicas (orina), evidenciando su aplicabilidad práctica. Un aspecto novedoso de la tesis fue la investigación del mecanismo de reconocimiento quiral mediante la combinación de técnicas experimentales, como RMN y estudios de modelización molecular. Estos estudios permitieron una comprensión más profunda de las interacciones específicas entre los enantiómeros y los selectores quirales empleados (en este caso ciclodextrinas (CDs)), aportando datos clave para el entendimiento de sistemas de selectores quirales. Otro de los retos científicos que se abordó en esta Tesis Doctoral fue la búsqueda de nuevos selectores quirales o aditivos que permitieran desarrollar sistemas enantioselectivos novedosos por CE. Por otro lado, se abordó el desarrollo de métodos de separación empleando nano-LC. Se llevo a cabo una evaluación del potencial de una fase estacionaria quiral de amilosa tris(3-cloro-5-metilfenilcarbamato) para separaciones quirales de fármacos considerados contaminantes emergentes, variando la composición de la fase móvil.
Esta tesis presenta una contribución integral e innovadora al campo de las separaciones quirales, abordando tanto el desarrollo de nuevos sistemas de separación como su aplicación directa a muestras reales, en contextos farmacéuticos, biomédicos, medioambientales y alimentario. Las metodologías propuestas destacan por su sostenibilidad, eficiencia, versatilidad y aplicabilidad práctica, con una fuerte base experimental. En conjunto, los resultados obtenidos refuerzan el valor de las técnicas nano-separativas como herramientas clave en la Química Analítica moderna, y abren nuevas vías para el diseño de metodologías limpias y selectivas en el ámbito de la separación y cuantificación de enantiómeros en una amplia variedad de matrices.
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