QuEChERS es una técnica de preparación de muestras que se usa para extraer y limpiar analitos de matrices complejas, en especial residuos de plaguicidas en alimentos. Esta guía explica sus etapas, cómo se compara con la extracción líquido-líquido y la SPE, qué normas la adoptan y qué aporta un agitador vórtex multitubo en la etapa de extracción.
Qué es QuEChERS
La preparación de muestras busca aislar los analitos de la matriz, eliminar interferencias y, cuando hace falta, concentrar la muestra. Según la fuente, suele ocupar más del 60 % del tiempo total del análisis, y en análisis de trazas el efecto matriz pesa en el resultado.
QuEChERS se basa en la extracción en fase sólida dispersiva (dSPE). Su nombre es un acrónimo en inglés de Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged y Safe, y se pronuncia como "catchers". Se presentó en el European Pesticide Residue Workshop (EPRW) en 2002 y se publicó en 2003. Rocker resume sus seis características así:
- Rápido: la preparación suele completarse en 30 a 60 minutos; según la fuente, es más de cuatro veces más rápida que los métodos tradicionales.
- Fácil: el procedimiento es simple y reduce el error humano y la habilidad requerida.
- Económico: reduce el uso de solventes orgánicos y consumibles, con costos de materiales hasta 95 % menores que los métodos tradicionales.
- Eficaz: alta recuperación y menor efecto matriz.
- Robusto: tolera variaciones menores en las condiciones de operación.
- Seguro: usa menos solvente orgánico y genera menos residuos.
Se desarrolló para residuos de plaguicidas en frutas y verduras, y hoy se usa también para residuos de medicamentos veterinarios, micotoxinas, hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), bifenilos policlorados (PCB) y polibromodifeniléteres (PBDE). AOAC International y el Comité Europeo de Normalización (CEN) lo adoptaron como método normalizado, con AOAC 2007.01 y EN 15662. La tabla de normas de más abajo indica la versión que cita la fuente.
Principio y etapas
QuEChERS combina la microextracción líquido-líquido con el efecto de salado (salting-out) para transferir los analitos de la matriz a un solvente orgánico. Luego, una dSPE retira las sustancias interferentes.
- Muestreo y pretratamiento: la muestra se tritura y homogeneiza con una licuadora u homogeneizador para aumentar la superficie de contacto.
- Extracción: se agrega el solvente de extracción, normalmente acetonitrilo, junto con las sales de extracción. La mezcla se agita con fuerza para pasar los analitos a la fase orgánica y luego se centrifuga a alta velocidad; los analitos quedan en el sobrenadante.
- Limpieza: se agrega un sorbente de limpieza al sobrenadante, se agita y se centrifuga de nuevo. Las interferencias, como lípidos o pigmentos, quedan retenidas en el sorbente.
- Análisis: el sobrenadante limpio puede concentrarse y reconstituirse antes del análisis por HPLC, LC-MS/MS o GC-MS/MS.
Por qué usar un agitador vórtex multitubo
La agitación de la muestra con el solvente y las sales es crítica para extraer los analitos. Según la fuente, un agitador vórtex de tubos:
- Mejora la extracción: la agitación intensa favorece el paso de los analitos de la fase acuosa a la orgánica.
- Mejora la reproducibilidad: la agitación manual varía con la fatiga y la técnica de cada operador; el equipo aplica las mismas condiciones a todas las muestras.
- Mejora la disrupción de la matriz: la fuente cita a Oliveira, L. G., et al., quienes reportan que usar un homogeneizador cerámico en esta etapa mejora la homogeneización, útil en muestras viscosas o con analitos dentro de las células.
- Ahorra tiempo: procesa varias muestras a la vez y reduce el trabajo manual.
Rocker compara tres formas de agitación:
| Agitador vórtex multitubo Tornado 100 | Dispersor de alta velocidad | Agitación manual | |
|---|---|---|---|
| Método de agitación | Agitación 3D | Vibración vertical ascendente y descendente | Agitación manual intensa |
| Velocidad de agitación | Hasta 3000 rpm | Hasta 1750 rpm | Depende del operador |
| Eficiencia de extracción | Alta | Alta | Moderada |
| Reproducibilidad | Alta | Alta | Baja |
| Rendimiento | Medio | Alto | Bajo |
| Carga de trabajo | Baja | Baja | Alta |
| Seguridad | Sí, con tapa protectora | Sí, con tapa protectora | No |
| Peso | Medio (aprox. 12 kg) | El más pesado (aprox. 50 kg) | – |
| Tamaño | Medio | Grande | – |
| Costo del equipo | Medio | Alto | – |
Ensayo de recuperación informado por Rocker
Rocker informa un ensayo de recuperación de medicamentos veterinarios realizado por un laboratorio que identifica como "Laboratorio P". Se fortificaron muestras de pollo, se prepararon con Tornado 100 y con un dispersor tradicional de alta velocidad, y se analizaron por LC-MS/MS:
| N.º | Analito | Recuperación con dispersor de alta velocidad (%) | Recuperación con Tornado 100 (%) | RPD (%) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Amoxicilina | 88 | 85 | 3,5 |
| 2 | Ampicilina | 91 | 87 | 4,5 |
| 3 | Cefalexina | 94 | 90 | 4,3 |
| 4 | Cefazolina | 86 | 88 | 2,3 |
| 5 | Cefotaxima | 89 | 97 | 8,6 |
| 6 | Cefapirina | 88 | 87 | 1,1 |
| 7 | Desacetilcefapirina | 97 | 88 | 9,7 |
| 8 | Nafcilina | 86 | 84 | 2,4 |
| 9 | Penicilina V | 83 | 82 | 1,2 |
| 10 | Piperacilina | 91 | 98 | 7,4 |
La diferencia porcentual relativa (RPD) entre ambos equipos queda dentro de ±10 % para todos los analitos. Rocker concluye que el mezclado de Tornado 100 es comparable al del equipo original. La fuente no informa concentraciones de fortificación ni número de réplicas; valide el desempeño en su propio método.
QuEChERS frente a LLE y SPE
Antes de QuEChERS, la extracción líquido-líquido (LLE) y la extracción en fase sólida (SPE) eran los métodos más usados para residuos de plaguicidas. Otras técnicas convencionales son la extracción con fluido supercrítico (SFE), la microextracción en fase sólida (SPME) y la microextracción en fase líquida (LPME). Combinar varios métodos tradicionales, a veces con microondas o ultrasonido, alargaba el proceso, aumentaba el riesgo de perder analito, subía los costos y reducía la sensibilidad.
| QuEChERS | Extracción líquido-líquido (LLE) | Extracción en fase sólida (SPE) | |
|---|---|---|---|
| Uso de solvente | Muy bajo | Moderado a alto | Bajo |
| Tiempo de extracción | Muy rápido | Lento | Moderado |
| Equipos requeridos | Centrífuga, agitador vórtex, tubo de extracción, tubo d-SPE (tubo de limpieza) | Embudo de decantación, agitador vórtex | Cartucho SPE, manifold de filtración, dispositivo de presión positiva o negativa |
| Eficiencia de purificación | Alta | Media; requiere limpieza adicional | Alta, con alta selectividad |
| Formación de emulsión | No | Sí; reduce la recuperación | No |
| Dificultad técnica | Baja | Alta | Baja |
| Automatización | Posible | No; trabajo manual intensivo (agitación manual) | Posible |
| Alto rendimiento | Alto | Moderado | Alto |
Normas que adoptan QuEChERS
| Método | Número |
|---|---|
| Pesticide Residues in Foods by Acetonitrile Extraction and Partitioning with Magnesium Sulfate | AOAC 2007.01 |
| Foods of Plant Origin – Determination of Pesticide Residues Using GC-MS and/or LC-MS/MS Following Acetonitrile Extraction/Partitioning and Clean-up by Dispersive SPE – QuEChERS-method | EN 15662:2018 |
Según la fuente, QuEChERS también es el método recomendado por la TFDA de Taiwán para varios análisis multirresiduo de plaguicidas.
Aplicaciones
- Análisis de alimentos: plaguicidas y medicamentos veterinarios en productos agrícolas y pecuarios; micotoxinas en alimentos.
- Análisis bioquímico: antibióticos y medicamentos veterinarios en tejidos biológicos.
- Análisis ambiental: organofosforados y organoclorados en agua y suelo.
Agitador vórtex multitubo Tornado 100
Para la etapa de extracción, Rocker recomienda su agitador vórtex multitubo Tornado 100. Según la fuente:
- Agitación en vórtex 3D de alta velocidad.
- Compatible con tubos de centrífuga QuEChERS de 15 mL y 50 mL, en rack removible para procesar lotes.
- Modos de operación continuo e intermitente.
- Tapa de seguridad con detención automática, que evita salpicaduras.
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Consulte la configuración y variante en cada ficha antes de seleccionar el equipo.
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Fuentes
- Rocker, QuEChERS
- Documentos citados por la fuente: AOAC 2007.01; EN 15662:2018; Oliveira, L. G., et al., "Vibrational extraction QuEChERS for analysis of antiparasitic agents in fish by liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry", 2019.