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PREPARO DE AMOSTRAS Scientia Chromatographica 2013; 5(4):263-274 Instituto Internacional de Cromatografia DOI: http://dx.doi.org/10.4322/sc.2014.009 ISSN 1984-4433 Acoplamiento de plataformas mesofluídicas a sistemas cromatográficos para la automatización y miniaturización del tratamiento de muestra previa a separaciones analíticas Manuel Miró FI-TRACE group, Department of Chemistry, University of the Balearic Islands, Carretera de Valldemossa, km 7.5, E-07122, Palma de Mallorca, Illes Balears e-mail: [email protected] Resumen En este artículo se presenta el potencial de sistemas mesofluídicos denominados Lab-on-a-Valve (LOV) como la nueva generación de sistemas de flujo derivados de la combinación de plataformas micro-Flow Injection Analysis y Lab-on-a-Chip para la manipulación automática de muestras y su pretratamiento en línea previa a separaciones cromatográficas y electroforéticas. Se presta especial atención a la miniaturización de sistemas de extracción en fase sólida y su integración en la plataforma LOV permitiendo de forma completamente automatizada la renovación de dicha fase sólida para cada análisis. Mediante ejemplos representativos en el campo de análisis ambiental y biológico se detallarán las diferentes interfaces diseñadas en la bibliografía para el acoplamiento de la plataforma LOV a métodos separativos incluyendo tanto cromatografía líquida como cromatografía de gases y electroforesis capilar. Palabras clave Sistemas meso/microfluídicos; cromatografía; preparación de muestra en chip; microextracción en fase solida; automatización. Automatic on-chip sample processing prior to chromatographic separations Abstract In this review, mesofluidic Lab-on-a-Valve (LOV) platforms as the new generation of flow systems resulting from the combination of micro-flow Injection analysis and Lab-on-a-Chip are presented for automatic handling of samples and their pretreatment prior to chromatographic and electrophoretic separations. Miniaturization and integration of on-chip solid-phase extraction procedures within LOV using disposable (single-use) sorbent is explained in detail. Interfaces designed in the literature for coupling LOV with liquid and gas chromatography and capillary electrophoresis are overviewed and exemplified via representative applications in the environmental and bioanalytical fields. Keywords Meso/microfluidics; chromatography; on-chip sample pretreatment; microsolid-phase extraction; automation.

Acoplamiento de plataformas mesofluídicas a sistemas ... · flotante[3-6,15], normalmente acoplados a sepa-raciones cromatográficas[16]. Más atención sin embargo se ha prestado

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PREPARO DE AMOSTRAS

Scientia Chromatographica 2013; 5(4):263-274

Instituto Internacional de Cromatografia

DOI: http://dx.doi.org/10.4322/sc.2014.009

ISSN 1984-4433

Acoplamiento de plataformas mesofluídicas a sistemas cromatográficos para la automatización y miniaturización del

tratamiento de muestra previa a separaciones analíticas

Manuel MiróFI-TRACE group, Department of Chemistry, University of the Balearic Islands, Carretera de Valldemossa,

km 7.5, E-07122, Palma de Mallorca, Illes Balears e-mail: [email protected]

Resumen

En este artículo se presenta el potencial de sistemas mesofluídicos denominados Lab-on-a-Valve (LOV) como la nueva generación de sistemas de flujo derivados de la combinación de plataformas micro-Flow Injection Analysis y Lab-on-a-Chip para la manipulación automática de muestras y su pretratamiento en línea previa a separaciones cromatográficas y electroforéticas. Se presta especial atención a la miniaturización de sistemas de extracción en fase sólida y su integración en la plataforma LOV permitiendo de forma completamente automatizada la renovación de dicha fase sólida para cada análisis. Mediante ejemplos representativos en el campo de análisis ambiental y biológico se detallarán las diferentes interfaces diseñadas en la bibliografía para el acoplamiento de la plataforma LOV a métodos separativos incluyendo tanto cromatografía líquida como cromatografía de gases y electroforesis capilar.

Palabras claveSistemas meso/microfluídicos; cromatografía; preparación de muestra en chip; microextracción en fase solida; automatización.

Automatic on-chip sample processing prior to chromatographic separations

Abstract

In this review, mesofluidic Lab-on-a-Valve (LOV) platforms as the new generation of flow systems resulting from the combination of micro-flow Injection analysis and Lab-on-a-Chip are presented for automatic handling of samples and their pretreatment prior to chromatographic and electrophoretic separations. Miniaturization and integration of on-chip solid-phase extraction procedures within LOV using disposable (single-use) sorbent is explained in detail. Interfaces designed in the literature for coupling LOV with liquid and gas chromatography and capillary electrophoresis are overviewed and exemplified via representative applications in the environmental and bioanalytical fields.

KeywordsMeso/microfluidics; chromatography; on-chip sample pretreatment; microsolid-phase extraction; automation.

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Miró M Acoplamiento de plataformas mesofluídicas a sistemas cromatográficos

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1 Introducción

La etapa más crítica en el proceso analítico es la preparación de la muestra, siendo la respon-sable de más del 70% del tiempo invertido en el análisis y la principal fuente de errores determi-nados[1]. Dentro del contexto de la química verde, existe una tendencia actual para la miniaturiza-ción y simplificación de métodos preparativos de muestra previos a separaciones cromatográficas. El objetivo primordial es realizar un “clean-up” de la muestra, eliminando posibles interferen-cias espectrales y no espectrales de matriz y en la medida de lo posible preconcentrar los analitos de interés en aquellos procedimentos analíticos dedicados al análisis de trazas[2].

Los métodos clásicos de extracción líquido--líquido y sólido-líquido han sido reemplazados en la última década por técnicas de microextrac-ción en fase líquida, dentro de la cual podemos destacar los métodos de microextracción usando una única gota orgánica[3-6], membranas líqui-das usando fibras huecas[4,7-9], microextracción líquido-líquido dispersiva[4-6,10-12], microextrac-ción líquido-líquido asistida por un campo eléc-trico[13,14], y la solidificación de una gota orgánica flotante[3-6,15], normalmente acoplados a sepa-raciones cromatográficas[16]. Más atención sin embargo se ha prestado a las técnicas de extrac-ción en fase sólida miniaturizada (µSPE)[17-19] y microextracción en fase sólida (SPME)[20] como consecuencia de su mayor versatilidad, superio-res factores de enriquecimiento, mayor robustez y simplicidad operacional. Además existe una gran variedad de formatos para µSPE y SPME incluyendo cartuchos, filtros, fibras, puntas de pipeta, y capilares para contener o inmovilizar la fase sólida adsorbente o absorbente según el volumen de muestra, tipo de matriz y objeto de los análisis. Otra de las ventajas inherentes de los sistemas de extracción con fase sólida es su mayor predisposición a la automatización usando sis-

temas robotizados o muestreadores específicos, como por ejemplo, el autosampler CombiPal para SPME y 96 well-plates o sistemas robóti-cos Prospekt para SPE, operando todos ellos de forma discreta. Otra de las tendencias actuales es la automatización del tratamiento de muestra usando las diferentes generaciones de análisis por inyección en flujo, operando de forma con-tinua o discontinua y que permiten procesar la muestra bruta para una correcta separación y efi-ciencia cromatográfica y/o detección fiable. Para obtener una visión de las posibilidades ofrecidas por la primera generación de análisis en flujo (Flow Injection Analysis, FIA) y la segunda gene-ración de análisis en flujo (Sequential Injection Analysis, SIA) caracterizada por el mayor nivel de automatización y control hidrodinámico usando microjeringas bidireccionales controla-bles por software para la automatización del tra-tamiento de muestra previo a separaciones por cromatográficas y electroforéticas remitimos a los lectores a la lectura de las siguientes mono-grafías y artículos de revisión[21-23].

El objetivo de este artículo es destacar las posibilidades analíticas ofrecidas por platafor-mas (chips) mesofluídicas denominadas siste-mas Lab-on-a-Valve (LOV), acrónimo de labo-ratorio sobre una válvula, que son el desarrollo lógico de la combinación de sistemas SIA y Lab-on-a-Chip (LOC, acrónimo de laboratorio sobre un chip) para la implementación de operaciones unitarias previas a separaciones cromatográficas incluyendo la manipulación de muestra y reacti-vos, derivatización, separación de interferencias de matriz y preconcentración del analito.

El artículo se estructurará en varias seccio-nes dónde se describirán brevemente los princi-pios operacionales de plataformas LOV mesoflu-ídicas y los diferentes diseños de interfaces para el acoplamiento a cromatografía líquida (LC),

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cromatografía de gases (GC) y electroforesis capilar (CE), con ejemplos representativos en el campo medioambiental y bioanalítico.

2 Principios de plataformas mesofluídicas

En el año 2000 y como resultado de los avances en sistemas integrados microFIA y LOC apareció la nueva técnica de LOV (Figura 1), que incluye un gran número de méritos de los siste-mas SIA en cuanto a automatización y versatili-dad, pero con un mayor grado de miniaturiza-ción. La diferencia básica reside en el uso de un módulo monolítico en LOV (diámetro de unos 5 cm y grosor de 1 cm aproximadamente) con-teniendo canales integrados de unos 500-1800 µm de diámetro (ver imagen en la Figura  1). De ahí el nombre de plataforma mesofluídica frente a sistemas microfluídicos con diámetros de canales inferiores a 100 µm. Inicialmente la plataforma LOV fue construida de polimetilme-tacrilato pero más recientemente de cloruro de polivinilo o polieteretercetona (PEEK), Kel-F o polieterimida para aumentar la resistencia quí-mica a disolventes orgánicos. Dicha plataforma LOV se monta sobre una válvula rotatoria de 6, 8 o 10 posiciones (denominada válvula de selec-ción).

Análogamente a sistemas SIA, la plataforma LOV dispone de un puerto central conectado mediante el denominado bucle de espera a una microjeringa de pistón bidireccional y de ele-vada precisión fluídica. Mediante dicho bucle y el canal interno de la válvula de selección la microjeringa es capaz de comunicarse automá-ticamente con cada uno de los puertos del sis-tema LOV (ver Figura  1) para la aspiración de microvolúmenes de muestra o reactivos hacia el bucle de espera para posteriormente ser impul-sados hacia el detector o bien a algún sistema

de pretratamiento integrado en la plataforma (on-LOV) o conectado a uno de sus puertos (off-LOV). Además de ser completamente con-trolado por software, siendo una de las princi-pales diferencias en comparación con sistemas LOC, la plataforma LOV se diseñó para incor-porar todas las operaciones unitarias necesarias en ensayos (bio)analíticos adaptados a sistemas en flujo, incluyendo confluencias, dilución en línea, mezcla de reactivos con muestra, incuba-ción, pretratamiento de muestra y una celda de flujo integrada para la monitorización óptica de los productos de reacción. El sistema mesofluí-dico por tanto permite la detección on-LOV (ver Figura  1), mediante espectrofotómetros CCDs, fluorímetros, fotomultiplicadores, o simple-mente LEDs y fotodiodos, usando fibras ópticas para la conexión con la fuente de radiación y el detector. Las dimensiones de la celda de flujo son fácilmente ajustables  mediante las propias fibras ópticas fijando la longitud de paso óptico y el volumen de la celda. Indicar que además de

Figura 1 Dibujo esquemático de la plataforma Lab-on-a-Valve (LOV) e imagen de la misma para ilustrar los canales integrados, la válvula rotatoria de selección a la cual se acopla y la celda de flujo para medidas ópticas usando fibras ópticas acopladas a la fuente de radiación y fotodetector (Reproducida de referencia Miró y Hansen[27] con permiso de Elsevier).

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detección on-LOV, la plataforma puede conec-tarse, cuando se precise a detectores y sistemas de separación externos, como es el caso que nos incumbe en este trabajo, destacando cromató-grafos líquidos, de gases o sistemas de electro-foresis capilar acoplados a sistemas de detección óptica o espectrómetros de masas. Por tanto, un importante rol de los sistemas LOV es de servir de interface entre la muestra bruta y el sistema de separación cromatográfico integrando el tra-tamiento de muestra, como se comentará en las próximas secciones. De hecho, una de las carac-terísticas inherentes de la plataforma mesofluí-dica es la posibilidad de manipular no solamente volúmenes de líquidos sino también de suspen-siones de sólidos para la ejecución de reacciones químicas heterogéneas. Permite la manipulación de fases sólidas, usadas en separaciones croma-tográficas o sistemas de extracción en fase sólida, generando columnas empaquetadas on-LOV para extracciones en fase sólida miniaturizadas (µSPE) o cromatografía de afinidad ya sea usadas de forma permanente o renovable, dando lugar en este último caso a la denominada técnica de Bead-injection que se detalla en el siguiente apar-tado.

3 Sistemas automáticos de tratamiento de muestra

3.1 Tratamiento de muestra previo a LC

La plataforma LOV se ha convertido en los últimos años en un sistema miniaturizado ideal para la automatización del tratamiento de muestra en el análisis de trazas de contaminan-tes ambientales. El objetivo es integrar la extrac-ción en fase sólida para la preconcentración de contaminantes orgánicos a niveles inferiores a los exigidos por las legislaciones vigentes con el consiguiente clean-up de la matriz de la mues-

tra. La problemática inherente al uso repetitivo de columnas empaquetadas en sistemas de pre-concentración on-line derivada del aumento de la sobrepresión al flujo con el paso del tiempo, la contaminación cruzada, la adsorción/absorción irreversible de interferentes y la desactivación o pérdida de grupos funcionales ha sido solucio-nada con la técnica denominada bead-injection que permite usar nuevas columnas extractivas para cada análisis, todo ello de forma comple-tamente automatizada. Las columnas extrac-tivas se generan in-situ en la LOV mediante la aspiración controlada de una suspensión de fase sólida (mantenida en uno de los puertos exter-nos de la válvula de selección), que es tratada análogamente a fluidos. Las partículas sólidas son fácilmente transportadas entre los diferentes canales de la LOV, siendo su retención facilitada mediante el uso de fritas poliméricas porosas o restrictores que retienen la fase sólida (empa-quetada a baja presión) pero permiten el flujo libre de los fluidos. Después de la impulsión de la muestra, de los protocolos de limpieza, y la elución de los compuestos para su posterior inyección en los equipos cromatográficos (ver apartado siguiente), la fase sólida se elimina mediante su aspiración en el bucle de espera y su impulsión hacia uno de los puertos de la LOV funcionando como descarte y una nueva frac-ción de fase sólida es aspirada para ser empaque-tada en la LOV antes de iniciar un nuevo ciclo de análisis o réplica del ensayo[24-27].

Los sistemas LOV-Bead injection han sido también usados recientemente en sistemas miniaturizados de cromatografía de afinidad[28-30] para evaluar interacciones y constantes termo-dinámicas de enlace entre proteínas o ADN y biomoléculas siguiendo el perfil de elución cro-matográfico. También se han evaluado activida-des enzimáticas mediante la inyección del eluato conteniendo el substrato y moléculas producto

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en ESI-MS[28,29]. Sin embargo, la cromatografía de afinidad en LOV tiene como principal obje-tivo la purificación selectiva de una biomolécula o grupo específico de moléculas funcionando por tanto la columna como immunosorbente on-LOV. El aspecto más distintivo de sistemas mesofluídicos LOV es que permiten la incorpo-ración de protocolos analíticos que no pueden ser desarrollados con los equipos convenciona-les de cromatografía de afinidad. Normalmente, las interacciones entre las biomoléculas y la fase estacionaria se evalúan mediante el estudio de tiempos de retención y perfil de los compues-tos eluídos. Sin embargo, los grupos de investi-gación de Ruzicka y Turecek de la Universidad de Washington[28] propusieron la posibilidad de monitorizar las interacciones de la biomolécula con el inmunosorbente in-situ y a tiempo real mediante el empaquetamiento de la columna de afinidad en la propia celda de flujo de la LOV para poder así seguir mediante cambios en las propiedades ópticas de la columna (denomina-das técnicas optosensoras en fase sólida) la ciné-tica de retención de la biomolécula sin necesidad de elución. Esta técnica combinada con bead--injection (renovación de la columna de afini-dad para cada ensayo) permite la detección de biomoléculas fuertemente retenidas y de forma irreversible en la fase sólida, como es el caso del ADN biotinilado con fase solida funcionalizada con estreptavidina[31]. Sin embargo, no todo son ventajas con la monitorización de interacciones en la fase sólida debido a las elevadas señales del blanco causadas por la dispersión de la radiación por las propias partículas sólidas, lo que provoca relaciones S/N bastante bajas; la limitada capa-cidad de la minicolumna integrada en los cana-les LOV (inferior a 10 mg) y la imposibilidad de aumentar el paso óptico por encima de 10 mm, lo que se traduce en una menor sensibilidad en comparación con la detección de biomoléculas

purificadas en la fase eluato[30]. Otra importante fuente de error es la causada por la distribución longitudinal heterogénea de la(s) biomolécula(s) en la columna empaquetada (en función de la matriz de la muestra) con lo que es muy difícil conocer a priori exactamente las dimensiones de la zona óptima de monitorización óptica para detectar la máxima concentración de analito[32,33].

3.2 Tratamiento de muestra previo a electroforesis capilar

Trabajos recientes han demostrado que la plataforma LOV, análogamente a sistemas SIA[22,34,35], permite la manipulación de la mues-tra y su inyección automática de forma presuri-zada en equipos electroforéticos convencionales. Para ello se adaptó la celda de flujo típica de la LOV para insertar tanto el cátodo del sistema electroforético como un extremo del capilar de sílice[36]. A la salida de la celda de flujo se incor-poró una válvula solenoide de apertura/cierre para permitir la inyección hidrodinámica pul-sada en el capilar usando la microjeringa del sis-tema LOV. De esta manera se evitan los errores de volumen causados por la inyección electroci-nética al analizar estándares y muestras de dife-rente fuerza iónica. La inyección hidrodinámica de una muestra de baja conductividad antes de la aplicación del voltaje permite la preconcentra-ción automática electroforética mediante técni-cas de amplificación y apilamiento (stacking) sin necesidad de manipular el extremo del capilar dónde tiene lugar la inyección[36]. Mediante sof-tware es posible controlar la activación, lavado y regeneración del capilar del sistema electrofo-rético. Además, es posible renovar o cambiar el electrolito (tampón) de fondo sin modificar el hardware, solamente mediante la programación del método analítico por software. Se ha demos-trado también mediante ejemplos en la biblio-grafía que es posible conseguir separaciones

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ultra-rápidas mediante la activación sincroni-zada de la válvula solenoide y la jeringa de pistón para inyectar hidrodinámicamente segmentos de electrolito a alta velocidad para reducir los tiem-pos de migración o limpiar rápidamente el capi-lar una vez separados los analitos de interés[36,37]. Mediante detección dual óptica consistiendo en el acoplamiento de un espectrofotómetro CCD a la propia celda de flujo de la LOV (además de la detección en-línea a la salida del capilar de los compuestos separados) el grupo de Ruzicka demostró la posibilidad de monitorizar la efica-cia de la reacción de la muestra con una sonda (turn-on) fluorescente realizada en-línea dentro de los canales de la LOV para la derivatización de analitos ópticamente inactivos (derivatización de proteinas o aminoácidos) seguida del control de la inyección hidrodinámica de un volumen resultante de producto derivatizado en el capilar del equipo electroforético[37].

4 Acoplamiento de plataformas LOV a sistemas cromatográficos y aplicaciones analíticas

4.1 Acoplamiento LOV a LC

El acoplamiento de LOV con LC se lleva a cabo normalmente en un formato de flujo con-tinuo usando una válvula rotatoria que actúa de interface de forma que la muestra procesada en la plataforma mesofluídica LOV (por ejemplo mediante extracción en fase sólida on-LOV) se introduce en el bucle de la válvula rotatoria con posterior inyección en la columna cromatográ-fica por la propia fase móvil mediante la rotación de la válvula desde la posición de “carga” a “inyec-ción”[38-41]. A este tipo de interface se la denomina acoplamiento on-line[42] en el que no existe una conexión directa entre la plataforma LOV y el cromatógrafo. Esta interface permite además la

sincronización del tratamiento on-LOV de una muestra con la separación cromatográfica de la procesada anteriormente.

Una diferencia básica entre los sistemas convencionales on-line SPE basados en column switching[42] (ver Figura 2) y Bead-injection LOV acoplados a LC de fase reversa reside en que mientras en los primeros los analitos reteni-dos son eluídos con la propia fase móvil de baja fuerza eluyente, en el segundo caso, es posible eluir con un pequeño volumen de 100% meta-nol o etanol (debido a las menores dimensiones de la columna de SPE), consiguiendo así mejo-rar la fuerza eluyente del disolvente asegurando la introducción cuantitativa de todo el volumen de eluato en el bucle de la válvula rotatoria, lo que permite mantener elevados factores de enri-quecimiento y bajos límites de detección. Para compuestos polares esta estrategia puede provo-car sin embargo problemas de ensanchamiento de banda cromatográfica que han sido solucio-nados en sistemas LOV mediante la dilución en--linea controlada del eluato[38,39,41,43]. La Figura 3 ilustra un sistema LOV acoplado on-line a LC para la determinación de fármacos antiinfla-matorios no esteroides (ibuprofeno, naproxeno, ketoprofeno, bezafibrato y diclofenac) en aguas residuales (sin tratamiento previo) procesadas mediante la técnica de bead-injection usando un co-polímero de balance hidrofílico/hidrofóbico (poliestireno-N-vinilpirrolidona, Oasis HLB) e inyección del eluato en el cromatógrafo después de dilución en-línea con agua destilada[38] (ver componentes en el pie de la Figura  3). Debido a efectos de matriz e interferentes irreversible-mente adsorbidos fue necesario renovar la fase sólida para cada muestra. Un sistema instrumen-tal muy similar usando extracción en fase sólida multimodal (bidimensional) formada por Oasis HLB y polímeros de impresión molecular (MIP)

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fue aplicado a la determinación selectiva de her-bicidas de la familia de las triazinas en extractos de suelos[43].

En aquellos casos en los que se pretenda simplemente conseguir un clean-up de la mues-tra sin necesidad de lograr elevados factores de enriquecimiento, se puede adoptar la estrategia de heart-cut (ver Figura 2) para la introducción del eluato del sistema LOV-bead injection al LC. En este caso no se inyecta la totalidad del volu-men de eluato sino que una vez conocido el perfil de elución y el gradiente de concentración de los analitos eluídos se selecciona aquel volumen que sin provocar ensanchamiento de banda contenga el máximo del gradiente de concentración[39,40]. En este caso, las dimensiones del bucle de la vál-vula son inferiores al de la inyección completa de eluato descrito anteriormente y no se precisa ninguna dilución adicional del eluato. Este aco-plamiento fue usado para la determinación de vitamina B2 en muestras de leche sin ningún tratamiento previo (incluso sin la precipitación de proteínas) usando MIPs para clean-up en un sistema LOV[41]. Se comprobó además la impo-sibilidad de reusar la columna empaquetada en LOV debido a la pérdida de eficacia de los MIPs por interacciones no-específicas con proteínas.

4.2 Acoplamiento LOV a GC

Debido a las dificultades inherentes del aco-plamiento de las plataformas mesofluidicas a GC solo existe un trabajo publicado por nuestro grupo[44]. Se utilizó una válvula de inyección rota-toria como interface para el acoplamiento on-line e introducción de un volumen de eluato en el GC mediante segmentos de aire pulsados. Para com-patibilizar la µSPE en la LOV y los requerimien-tos del inyector del GC se usó un inyector de ele-vado volumen con temperatura de vaporización programable y con un liner conteniendo lana de vidrio. Así se consiguieron inyectar volúme-

Figura 2 Representación esquemática del acoplamiento de sistemas de preconcentración en línea usando SPE a cromatógrafos líquidos usando las estrategias de column switching y heart cut.

Figura 3 Diagrama de un sistema LOV con µSPE (bead-injection) acoplado a LC para la separación y determinación de trazas de fármacos antiinflamatorios no esteroides en aguas residuales. Acrónimos: LOV: Lab-on-a-Valve, MP: Bomba impulsión; S: Jeringa de impulsión; SV: Válvula solenoide; HC: Bucle de espera; CC: Canal de comunicación; C1 and C2: canales para la fase sólida; P: bomba HPLC; IV: Válvula de inyección; AC: Columna analítica; D: Detector; W: Residuo; Ca1: Portador (Agua Milli-Q) Ca2: Portador (Agua Milli-Q, pH 2); LC-Eluyente A: 20/80 (v/v) MeOH/H2O + 0.1% (v/v) ácido fórmico; LC-Eluyente B: 95/5 (v/v) MeOH/H2O+ 0.1% (v/v) ácido fórmico (Adaptada de Quintana et al.[38]).

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nes de acetato de etilo (como eluyente) de hasta 80 µL, lo que permitió la automatización de un método LOV-GC para el tratamiento y detección de trazas de bifenilos policlorados (a niveles de partes por trillón) en lixiviados de residuos sóli-dos[44].

Comentar también que en el reciente con-greso 18th Internacional Conference on Flow Injection Analysis celebrado en Oporto del 15-20 de septiembre de 2013 (http://icfia.eventos.che-mistry.pt/) se presentó una comunicación en forma de cartel sobre un sistema LOV integrando microextracción en fase líquida dispersiva de contaminantes ambientales (compuestos policí-ciclos aromáticos en agua y lixiviados) como pre-tratamiento de muestra previo al análisis por GC usando una interface on-line.

4.3 Acoplamiento LOV a CE

En este caso la opción más comúnmente adoptada consiste en un acoplamiento at-line conectando el sistema LOV a un vial de un muestreador comercial desde dónde se inyecta automáticamente la muestra procesada. Es el acoplamiento más sencillo posible puesto que no se precisa de ninguna interfase operando en flujo contínuo y además no es necesario sincronizar el tratamiento LOV con la separación electrofo-rética puesto que ambos equipos operan inde-pendientemente. A diferencia del acoplamiento at-line, en los métodos on-line LOV-CE en los cuales la propia celda de flujo de la LOV actúa de interfase y la introducción de la muestra en el capilar tiene lugar de forma hidrodinámica mediante la presurización del sistema mesoflu-ídico (ver apartado anterior) es posible realizar varias inyecciones en el capilar a pesar que la muestra anterior siga analizándose, con lo cual no es necesario esperar a detectar los analitos con mayores tiempos de migración para inyectar la siguiente muestra[36,37].

En la Figura 4 se representa de forma esque-mática las diferentes opciones de acoplamiento at-line y on-line de sistemas LOV integrando µSPE a sistemas cromatográficos y electrofo-réticos. En la Tabla  1 se resumen las propieda-des analíticas de recientes artículos publicados dónde se demuestra el potencial de sistemas LOV para el tratamiento automático y miniaturizado de muestras ambientales y biológicas complejas previo a separaciones cromatográficas.

5 Conclusiones

El objetivo de este artículo es destacar las posibilidades que ofrecen los sistemas mesofluí-dicos LOV como la nueva generación de sistemas de análisis en flujo frente a plataformas microflu-ídicas para integrar y simplificar el procesado de muestra y su acoplamiento a separaciones cro-matográficas (LC, GC y CE). La mayoría de los esfuerzos se han centrado en la técnica de bead--injection o µSPE para preconcentración de com-puestos orgánicos y/o clean-up pero también es posible incorporar otras operaciones unitarias en línea basadas en microextracción en fase líquida y separaciones basadas en membranas porosas o

Figura 4 Esquema de una plataforma mesofluídica LOV incorporando µSPE (bead-injection) y su acoplamiento on-line/at-line a sistemas cromatográficos y electroforéticos. SP: Microjeringa de pistón, IV: Válvula de inyección, HC: Bucle de espera, D: Detector, µSPE: Extracción en fase sólida miniaturizada (Adaptada de Miró[26]).

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extractivas. Desde el punto de vista del autor, en un futuro próximo muy probablemente se inte-grarán columnas monolíticas separativas en los canales de la LOV con la finalidad de miniaturi-zar la totalidad del equipo; aumentar la eficacia separativa de las microcolumnas empaquetadas actualmente en LOV y obtener información in--situ y a tiempo real de la composición de la muestra ya sea con fines de screening o confir-mativos.

Agradecimientos

El autor agradece al Ministerio de Ciencia y Competitividad de España la ayuda económica proporcionada a través del proyecto de investi-gación financiado del Plan Nacional CTM2010-17214.

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Recibido: 30/10/2013

Aceptado: 09/12/2013