Grupo de Investigación en Estudios Fundamentales en Cromatografía

Descripción

En base a la experiencia investigadora previa de María Celia García Álvarez-Coque, la actividad del grupo FUSCHROM se inició bajo su dirección en 1992, en el campo de la cromatografía líquida micelar, aplicada al análisis de fármacos en fluidos biológicos y a la mejora de las características de los picos cromatográficos de los compuestos básicos. A raíz de estas investigaciones, el grupo se especializó en estudios fundamentales y desarrollos quimiométricos, orientados a la extracción de la información potencial contenida en las señales cromatográficas y a la mejora de las separaciones, ampliando su campo de aplicación a otros modos cromatográficos. En particular, se han desarrollado nuevas estrategias de optimización, modelos de pico, ensayos de pureza, métodos de deconvolución y relaciones cuantitativas estructura-retención. Además, se han publicado numerosos métodos analíticos para el análisis de muestras farmacéuticas, clínicas y de alimentos. Actualmente, el grupo está involucrado en el uso de equilibrios secundarios en cromatografía líquida, desarrollo de métodos analíticos limpios, cromatografía rápida, caracterización de columnas cromatográficas, acoplamiento de columnas y separaciones bidimensionales.

Los miembros del grupo han publicado conjuntamente más de 400 artículos científicos, aproximadamente la mitad en revistas pertenecientes al primer cuartil del ISI Web of Knowledge, con más de 110 artículos en Journal of Chromatography A. Además, han publicado 40 artículos de revisión, 25 capítulos de libro, y tres libros (Micellar liquid chromatography, Quimiometría y Ionic Liquids in Analytical Chemistry: New Insights and Recent Developments, publicados por Marcel Dekker, Síntesis y Elsevier, respectivamente). La directora del grupo pertenece o ha pertenecido al comité editorial de las revistas Journal of Chromatography A, Analytica Chimica Acta y Separation and Purification Reviews.

Para la realización de sus investigaciones, el grupo ha recibido financiación ininterrumpida de diversos Ministerios, desde hace más de 30 años. Bajo la dirección de miembros del grupo, se han doctorado 30 estudiantes de diferentes países. De estos alumnos, 8 han recibido el premio de doctorado, 3 han disfrutado de la beca Marie Curie de la Comunidad Europea, 3 obtuvieron el contrato Ramón y Cajal, y 12 han sido profesores de diversas universidades.

Son de resaltar las colaboraciones con Alain Berthod (Université de Lyon, Francia), Desiré Massart (Vrije Universeit Brussel, Bélgica), Michael Abraham (University College London, Reino Unido), Daniel Armstrong (University of Texas, Arlington, EE.UU.), Peter Schoenmakers (van't Hoff Institute of Molecular Sciences, University of Amsterdam, Holanda), Elisabeth Bosch y Martí Rosés (Universidad de Barcelona), y Benjamín Monrabal y Alberto Ortín (empresa fabricante de instrumentación científica para la caracterización de poleolefinas, Polymer Char, Valencia).

Objetivos CT

Efecto de los equilibrios secundarios y temperatura sobre la selectividad, retención y forma de pico en HPLC, e investigación sobre los mecanismos de retención.
Caracterización de columnas para HPLC: columnas microparticuladas para cromatografía convencional y rápida, monolíticas de base sílice y poliméricas.
Estudios fundamentales sobre la capacidad de pico y su predicción en HPLC, relación entre la cinética de los equilibrios de interacción y la eficacia.
Acoplamiento de columnas con distintos mecanismos de separación en HPLC mono- y bidimensional para el análisis de muestras complejas.
Nuevas estrategias de separación en HPLC y su optimización mediante el desarrollo de software.
Análisis de muestras complejas mediante la obtención de huellas dactilares cromatográficas.

Líneas de investigación

Caracterización de columnas cromatográficas
Los métodos clásicos para caracterizar columnas cromatográficas se basan en la medida de la retención y el uso de un grupo seleccionado de compuestos. Se investiga la validez de estos enfoques y se proponen nuevas estrategias más fiables, basadas en la retención, selectividad y forma de los picos.
Desarrollo de métodos de análisis limpios
La adición de aditivos a la fase móvil permite disminuir el volumen de disolvente orgánico en HPLC en fase inversa convencional. Cuando el aditivo es biodegradable, se consigue un método limpio (clasificado como Química verde). En particular, se desarrollan separaciones con agua y jabón, y mediante el uso de microemulsiones.
Estudios sobre la cinética de interacción y su predicción en columnas cromatográficas
Se realizan estudios fundamentales para explicar la forma de los picos cromatográficos que continúan o cuestionan estudios históricos de otros autores sobre este tema. Se desarrollan modelos de picos y estrategias para su predicción con motivos de optimización de las condiciones de separación.
Desarrollo de métodos para el análisis de muestras farmacéuticas, clínicas y de alimentos
En base a los avances fundamentales en HPLC realizados por el grupo de investigación, se diseñan métodos de análisis para muestras diversas en los campos farmacéutico, clínico y de alimentos. El desarrollo de los métodos se acompaña de una amplia validación.
Desarrollo de métodos rápidos de análisis
Debido al incremento del número de análisis que se realizan en los laboratorios, existe un interés por disminuir el tiempo de análisis. Para ello, se hace uso de técnicas instrumentales y columnas rápidas, así como estrategias de inyección directa de las muestras analizadas.
Uso de equilibrios secundarios en cromatografia de líquidos de fase inversa (RPLC)
Las columnas comercializadas en RPLC no permiten el análisis de compuestos cargados o muy polares. Se desarrolla una línea para mejorar el rendimiento cromatográfico mediante el uso de equilibrios secundarios, con especial hincapié en la adición de tensioactivos y líquidos iónicos a la fase móvil.
Estudio del comportamiento cromatográfico de los compuestos ionizables
Muchos compuestos de interés farmacéutico poseen carácter ácido-base, por lo que la naturaleza y concentración de las especies dominantes dependen del pH. Se desarrollan modelos de comportamiento en fases móviles en ausencia y presencia de aditivos, y con columnas convencionales o de pH extendido.
Combinación de mecanismos de separación
La combinación de mecanismos de separación en HPLC permite obtener selectividades no alcanzables con las columnas individuales. Se proponen diversas estrategias incluyendo el uso de columnas paralelas, el acoplamiento secuencial de columnas y la HPLC bidimensional.
Modelización, tratamiento de señales y optimización en cromatografía de líquidos
La optimización fiable de las condiciones de separación cromatográfica requiere herramientas que aprovechen modelos de retención y de forma de pico. Se desarrollan herramientas diversas y nuevas estrategias para el análisis de muestras complejas, que consideran de uno a tres factores experimentales.