Á Q í i A líti G lÁrea Química Analítica General

Presentación modificada del Departamento de Química Analítica de la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas de la República Argentina. http://www.fbioyf.unr.edu.ar/

¿Qué es la Química Analítica?¿Qué es la Química Analítica?

La Química Analítica es la parte de la química que tiene como finalidad el estudio de la composición química de un material o muestra mediante diferentes métodosmuestra mediante diferentes métodos.

WikipediaWikipedia

La Química Analítica es una ciencia metrológicad ll ti i li h i tque desarrolla, optimiza y aplica herramientas

(materiales, metodológicas y estratégicas) deamplia naturaleza que se concretan enamplia naturaleza, que se concretan enprocesos de medida encaminados a obtenerinformación química de calidad, tanto parcialq p(presencia /concentración en muestra deespecies-analitos químicos) como global, sobre

i i d li lmaterias o sistemas de amplia naturaleza(química, bioquímica, biológica) en el espacio yen el tiempo para resolver problemasen el tiempo, para resolver problemascientíficos, técnicos, económicos y sociales.

Miguel Valcárcel

La Química Analítica es lo que hacen los químicos analíticosanalíticos.

Anónimo

Tendencias actualesTendencias actuales en la química analítica:

No invasividadAutomatización y miniaturizaciónDeterminaciones en tiempo realDeterminaciones en tiempo realAnálisis de trazas (ultra)

No invasividad

1. Análisis remoto

“Jamás se podrá saber la composición de las estrellas”Augusto Comte,1830

Gustav Kirchoff, 1850 El espectroscopio de Kirchoff

Las líneas de Fraunhoffer en el espectro solar

Elemento Nº relativo de átomosHidrógeno 1 000 000Hidrógeno 1.000.000Helio 100.000Oxígeno 1.000Carbono 400Neón 200Nitrógeno 100

Composición l ti d l l Nitrógeno 100

Silicio 60Azufre 20

relativa del sol

Magnesio 20Hierro 6Sodio 2Sodio 2Aluminio 2Argón 2Calcio 2

2. Determinación no invasiva de glucosa en sangrede glucosa en sangre

Electrodo biosensor de glucosag

Electrónica

Electrodo de Clark (1962)Electrodo de Clark (1962)

Glucosa Ácido glucónicoGlucosa Ácido glucónico

Se oxida a O2 y se mide la corriente

Electroquímica

Cuando la luz se refleja en un materialCuando la luz se refleja en un material, penetra en él una distancia del orden de la

longitud de ondalongitud de onda

Penetración en el materialFísica

Estructura de la piel (en zonas de piel delgada)

E id i (0 05 )Epidermis (0,05 mm)

Dermis (0,3 mm)( , )

Tejido subcutáneo

La luz visible no puede llegar a la dermis antes de reflejarse, pero la luz infrarroja sí.

Fisiología

El espectro electromagnético

Rayos X Ultravioleta Visible Infrarrojo Microondas RadioRayos X Ultravioleta Visible Infrarrojo Microondas Radio

Longitud de onda

Frecuencia

El espectro electromagnético

Frecuencia

X-Ray UV Visible NIR MIRFIR, Microondas

50.000 cm-1 12.500 cm-1 4.000 cm-1 400 cm-1

200nm 380nm 800nm 2500nm 25.000nm

Longitud de onda

NIR: near infraredMIR: mid infraredFIR: far infrared

Análisis totalmente no invasivo de glucosa mediante luz infrarroja cercana (NIR)

Bio-ingeniería

Espectros NIR

SueroGlucosa e interferentes

Espectroscopía

Etapas del análisis de glucosa mediante luz infrarroja

Contenido de glucosa en

sangre

Computación

Comparación de NIR con el método de referencia

NIR

Método de referencia

Estadística

3. Análisis farmacéutico3. Análisis farmacéutico

Análisis de una tableta de aspirina medianteAnálisis de una tableta de aspirina mediante microscopía NIR

Se cree que los preparados de cuerno de rinoceronte son afrodisíacos

Sildenafil

Distribución espacial de sildenafil en tabletasÁrea = 2mm x 2mm, pixel = 25m

80 80 80 80 1 5

Tableta 1 Tableta 2 Tableta 3 Tableta 4 Espectro NIR de sildenafil

, p

20 40 60 80

20406080

20 40 60 80

20406080

20 40 60 80

20406080

20 40 60 80

20406080

0 50 100 150 2000.5

1

1.5

406080

406080

406080

406080

1

1.5

0

0.2

0.4

0

0.2

0.4

0

0.2

0.4

0.4 0.4 0.4 0.4

0

0.2

0.4

Marca A

Marca B

20 40 60 80

20

20 40 60 80

20

20 40 60 80

20

20 40 60 80

20

0 50 100 150 2000.5

20 40 60 80

20406080

20 40 60 80

20406080

20 40 60 80

20406080

20 40 60 80

20406080

0 50 100 150 2000.5

1

1.5

0

0.2

0

0.2

0

0.2

0

0.2

0

0.2

0.4

0

0.2

0.4

0

0.2

0.4

0

0.2

0.4

Marca B

Marca C20 40 60 80 20 40 60 80 20 40 60 80 20 40 60 80 0 50 100 150 200

20 40 60 80

20406080

20 40 60 80

20406080

20 40 60 80

20406080

20 40 60 80

20406080

0 50 100 150 2000.5

1

1.5

6080

6080

6080

6080 1.5

0

0.2

0.4

0

0.2

0.4

0

0.2

0.4

0

0.2

0.4

0 4 0 4 0 4 0 4

Marca D

M E

20 40 60 80

2040

20 40 60 80

2040

20 40 60 80

2040

20 40 60 80

2040

0 50 100 150 2000.5

1

20406080

20406080

20406080

20406080

1

1.5

0

0.2

0.4

0

0.2

0.4

0

0.2

0.4

0

0.2

0.4

0.2

0.4

0.2

0.4

0.2

0.4

0.2

0.4

Marca E

Marca F

20 40 60 80 20 40 60 80 20 40 60 80

20 40 60 80 0 50 100 150 2000.50 0 0 0

Distribución espacial de sildenafil en tabletasHistogramasg

200

400 500 500 500

Marca A

Tableta 1 Tableta 2 Tableta 3 Tableta 4

0 2 40

0 2 40

0 2 40

0 2 40

0 2 40

500

1000

0 2 40

500

1000

0 2 40

500

1000

0 2 40

500

1000

4000 4000 4000 4000

Marca A

Marca B

0 2 40

2000

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0 2 40

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0 2 40

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0 2 40

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1000

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2000

1000

2000

Marca C

Marca D0 2 4

00 2 4

00 2 4

00 2 4

0

0 2 40

500

0 2 40

500

0 2 40

500

0 2 40

500

2000 2000 2000 2000

Marca D

Marca E

0 2 40

1000

2000

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2000

0 2 40

1000

2000

0 2 40

1000

2000

Marca F

4. Análisis de alimentos4. Análisis de alimentos

5 A áli i t i ló i5. Análisis toxicológico

Consumo de cocaína (en g/1000 habitantes) en Bélgica durante los fines de semanadurante los fines de semana

Cocaína Bezoilecgonina, principal metabolito

de la cocaína

A t ti ió i i t i ióAutomatización y miniaturización

Lab-on-a-chip

“El laboratorio en un chip”p

Chip para diagnósticoChip para diagnóstico rápido de gripe

mediante análisis demediante análisis de ADN.

Chip para detección de explosivos y toxinas en agua.

Bibliografía recomendada

Química Analítica Cualitativa, F. Burriel Martí, S. Arribas Jimeno, F. Lucena Conde, 18a. Edición Ed ThomsonEdición, Ed. Thomson, 2007

Principios de Análisis Instrumental, 5ta. Edición, D. Skoog, F. Holler, T. Nieman, Ed. McGraw-Hill, 2006.2006.