Determinació d'antibiòtics en mostres biològiques per electroforesi capil·lar.

Abstract

DETERMINATION OF ANTIBIOTICS IN BIOLOGICAL SAMPLES BY CAPILLARY ELECTROPHORESIS<br/>The main objective of this Thesis is the development of analytical methods for determining several antibiotic families by capillary electrophoresis. <br/>Other objective of this Thesis is the application of capillary electrophoresis as analytical technique for determining antibiotic residues in biological samples. These samples are very complex and for this reason we have developed pretreatment systems for extracting the compounds from the matrix and to diminish the amount of interfering substances. <br/>In the other way, one of the most important disadvantages in capillary electrophoresis is that usually we can not determine low concentrations. For this reason another objective of this Thesis is to study several ways to decrease detection limits of capillary electrophoresis system. Thus we have studied several on-column preconcentration systems, such as field amplified sample injection and capillary isotacophoresis. These systems are able to increase rapidly and simply the sensibility of the system several magnitude orders. <br/>By this way in this Thesis we have developed several analytical methods for determining several antibiotics and antibiotic families in different types of biological samples. We have studied the following antibiotic families: penicillins, quinolones, tetracyclines and aminoglycosides. Moreover, they have been analysed in several biological samples, such as plasma and different tissue samples (e.g. liver, kidney and muscle). All of these studies have been developed in animal samples except in one of them in which it was developed in human serum. <br/>This Doctoral Thesis is structured in four chapters. The first one includes an introduction in which is explained the antibiotic concept and is described the legislation which controls the administration of antibiotics in animals, and explains the necessity of developing analytical methods to determine residues at low levels in biological samples. <br/>The second one includes a review about several papers in which are developed the analysis of antibiotics in biological samples. There is described which are the systems more used in this kind of studies and the use of capillary electrophoresis as a real and suitable alternative. Moreover, this chapter includes a copy of work which analyzed antibiotics in biological samples by capillary electrophoresis. This work will be published in an international journal, Trends in Analytical Chemistry.<br/>The third chapter includes the experimental part of this Thesis. By this way, this chapter includes the eight works published in international journals (Electrophoresis, Journal of Chromatography B and Chromatographia). Before each paper there is included a brief explanation about the paper contents. Some of published papers are based in the study of several types of pretreatment systems. And the other works include comparative studies to determine which is the best system to increase system sensitivity. <br/>The last chapter describes the conclusions obtained through these works.

DETERMINACIÓ D´ANTIBIÒTICS EN MOSTRES BIOLÒGIQUES PER ELECTROFORESI CAPIL·LAR<br/>L'objectiu fonamental de la present Tesi Doctoral ha estat desenvolupar mètodes analítics per dur a terme la determinació de diferents famílies d'antibiòtics per electroforesi capil·lar.<br/>Un altre objectiu de la present Tesi Doctoral ha estat aplicar l'electroforesi capil·lar com a tècnica analítica per a la determinació de residus d'antibiòtics en mostres biològiques. Degut a la complexitat d'aquestes mostres ha estat necessari desenvolupar sistemes de pretractament de les mostres per tal d'extreure els analits de la matriu i disminuir d'aquesta manera la quantitat de substàncies interferents degudes als components de la matriu de la mostra, els quals molts cops es troben a concentracions molt majors que els compostos d'interès.<br/>Per altra banda, un dels principals inconvenients de l'electroforesi capil·lar és que en molts casos no és una tècnica el suficientment sensible per tal de determinar concentracions baixes. És per això que un altre objectiu d'aquesta Tesi Doctoral ha estat estudiar maneres d'augmentar la sensibilitat del sistema. S'han estudiat sistemes de preconcentració on-column, com és la injecció de grans volums de mostra i la isotacoforesi capil·lar. Aquests sistemes es caracteritzen perque permeten augmentar de manera ràpida i simple la sensibilitat del sistema diversos ordres de magnitud.<br/>D'aquesta manera en la present Tesi Doctoral s'han desenvolupat diferents mètodes analítics per a la determinació de diferents antibiòtics i famílies d'antibiòtics en diferents tipus de mostres biològiques. Les famílies d'antibiòtics estudiades han estat les penicil·lines, les quinolones, les tetraciclines i els aminoglicòsids. I s'han analitzat en diferents tipus de mostres biològiques com són plasma i diferents teixits (fetge, ronyó i múscul). En tots els casos els estudis s´han realitzat en mostres animals, excepte en un cas en el que es va desenvolupar l´estudi en sèrum humà.<br/>Aquesta Tesi Doctoral s'ha estructurat en quatre capítols. En el primer es fa una introducció al concepte d'antibiòtic i es descriu la normativa que hi ha establerta per a la seva administració en animals així com la necessitat de desenvolupar estudis de residus que permetin determinar els antibiòtics a baixos nivells de concentració en les mostres biològiques. <br/>En el segon capítol es mostra una revisió actualitzada de l'estat d'investigació en el camp dels antibiòtics. Es descriu quins han estat els sistemes més utilitzats en aquestes anàlisis i l'alternativa que suposa l'ús de l'electroforesi capil·lar en aquests estudis degut a les seves característiques. Aquest capítol inclou els diferents sistemes de tractament de mostres així com es descriuen diferents sistemes de preconcentració on-column per electroforesi capil·lar. Aquest mateix capítol inclou una còpia del treball que serà publicat a la revista internacional "Trends in Analytical Chemistry" que va sorgir arrel de l'estudi bibliogràfic sobre l'anàlisi d'antibiòtics en mostres biològiques per electroforesi capil·lar.<br/>En el tercer capítol s'inclou la part experimental realitzada en aquesta Tesi Doctoral. Aquest capítol es divideix en vuit apartats que corresponen als vuit treballs publicats en revistes internacionals ("Electrophoresis", "Journal of Chromatography B" i "Chromatographia"). Cada apartat inclou una breu explicació del que s'ha estudiat en el treball així com una còpia del treball publicat. En alguns dels treballs s'han desenvolupat mètodes analítics basats en l'estudi de sistemes de pretractament de les mostres biològiques per tal de dur a terme l'anàlisi dels antibiòtics. S´ha determinat quins tipus de tractament és més adequat en funció de l´antibiòtic i de la mostra. També en aquests treballs s'han desenvolupat estudis comparatius per tal de determinar quins sistemes de preconcentració resulten més efectius per tal d'augmentar la sensibilitat del sistema i com varien els resultats en funció de la família d'antibiòtics que s'està estudiant.<br/>Finalment, en el quart capítol es descriu a quines conclusions s'ha arribat després de l'estudi de recerca realitzat així com dels resultats obtinguts a la part experimental.