Aplicación de herramientas quimiométricas en el desarrollo de métodos analíticos para la cuantificación de insecticidas neonicotinoides en granos

Abstract

Los neonicotinoides (NEOs) son insecticidas ampliamente utilizados a nivel mundial en cultivos extensivos, tales como la soja, para el control de pulgones, chinches y gusanos cuya presencia causa grandes pérdidas económicas en los sistemas agroproductivos. Dentro de la familia de los NEOs se encuentran imidacloprid (IMD), clotianidina (CLO) y tiametoxam (TMX), entre otros. Estos compuestos son rociados en hojas y semillas y actúan por contacto y/o ingestión sobre el sistema nervioso central de los insectos, interfiriendo con la transmisión de mensajes neuronales. Debido a su persistencia, se ha observado que afecta a insectos no target como abejas. Los NEOs son tomados por las abejas desde las hojas y el polen de los cultivos y debido a que estos insectos son considerados el principal agente polinizador, la afección de los mismos genera problemas tanto a nivel económico, reduciendo el rendimiento de los cultivos, como a nivel ecológico afectando fuertemente la biodiversidad3. Por otro lado, el uso de dichos agroquímicos en semillas de consumo humano y animal, tales como la soja y el sorgo, acarrearía efectos sobre la salud de los mismos, generando la necesidad de controlar la residualidad de estos compuestos en cereales y oleaginosas. La mayoría de los métodos clásicos para lograr extraer este tipo de analitos de una muestra compleja como cotiledones y granos, implican el uso de grandes volúmenes de solventes orgánicos, cuyo descarte resulta nocivo. Es por eso que hoy en día se intenta disminuir el impacto ambiental de los métodos analíticos mediante el desarrollo de técnicas de extracción que sigan los lineamientos de la química verde. Previamente, se logró desarrollar un método de microextracciónlíquido-líquido dispersivo para dichos analitos en cotiledones proporcionando una alternativa eficiente, robusta, práctica y económica. Para la detección y cuantificación de los analitos se utilizó cromatografía líquida la cual, es una de las técnicas analíticas más utilizadas en la actualidad. Se caracteriza por su robustez, sensibilidad y selectividad para la determinación simultánea de varios compuestos. Sin embargo, en muchas ocasiones, resulta un desafío lograr una completa selectividad para las sustancias de interés. Siguiendo esta línea de trabajo se utilizó el método de microextracción dispersivo líquido-líquido en jeringa para extraer los analitos de muestras de granos de soja y sorgo y se planteó la generación de datos de orden superior y su posteriorprocesamiento mediante herramientas quimiométricas multivariadas. El uso de herramientas quimiométricas para el análisis de datos multivariados resulta una herramienta poderosa que permite, en el caso de la calibración de segundo orden, la cuantificación de analitos en presencia de constituyentes inesperados de las muestras de predicción, es decir, componentes no modelados en la calibración (ventaja analítica de segundo orden). En el presente trabajo se optimizó un sistema cromatográfico de 3 min, con el fin de cuantificar IMD, TMX y CLO en granos. Debido a la presencia de múltiples componentes de la muestra, para hacer frente al objetivo, se procedió a la generación de datos de segundo orden y posterior análisis del sistema mediante MCR-ALS. Luego del procesamiento de la calibración se obtuvieron resultados satisfactorios respecto del modelo quimiométrico empleado y la regresión pseudo-univariada para los analitos.Asimismo, el método cromatográfico desarrollado optimiza algunas características importantes de índole práctica, respecto a una estrategia univariada convencional, en la que se busca la selectividad total de los analitos. El método desarrollado fue validado a partir de muestras de concentración conocida y, finalmente, se lograron cuantificar NEOs en muestras reales.