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Ensuring analytical quality in regulated markets through multivariate, multiway and DoE strategies Oca Casado, Mª Leticia Ortiz Fernández, Mª Cruz Sarabia Peinador, Luis Antonio Universidad de Burgos. Departamento de Química. Área de Química Analítica Calidad Identificación inequívoca Cromatografía−Espectrometría de masas Análisis multivía Diseño de experimentos Quality Unequivocal identification Chromatography−Mass spectrometry Multiway analysis Design of experiments Química analítica Chemistry, Analytic 23 Química Al abordar un problema de determinación analítica, han de tenerse en cuenta tanto aspectos fisicoquímicos como características instrumentales de cara a desarrollar un procedimiento de análisis válido. Estas variables no son realmente independientes unas de otras: una estrategia multivariante donde la correlación y la covarianza juegan un papel esencial refuerza el camino al éxito, como evidencia esta tesis doctoral. Herramientas quimiométricas multivariantes como la regresión PLS, la estimación de la capacidad de detección multivariante, las funciones de deseabilidad y el diseño de experimentos, junto con técnicas multivía como las descomposiciones PARAFAC y PARAFAC2 demuestran a lo largo de esta tesis su idoneidad para aumentar la exactitud, sensibilidad, especificidad y robustez de procedimientos multirresiduo basados en espectroscopía o en cromatografía acoplada a espectrometría de masas destinados a la determinación de la composición de alimentos (Queso Zamorano) y la detección de distintas familias químicas (tranquilizantes, bisfenoles y plastificantes) en alimentos (carne, productos lácteos mediante simulantes alimentarios) y en productos en contacto con alimentos (vajilla, vasos y tetinas infantiles). En concreto, la especificidad requerida para todo procedimiento analítico diseñado para sustancias altamente reguladas es perfectamente asegurada mediante el uso de descomposiciones PARAFAC. Dicha especificidad, basada en la denominada ventaja de segundo orden que presenta, por ejemplo, la cromatografía acoplada a espectrometría de masas, puede no alcanzarse si se siguen metodologías tradicionales cuando no es posible conseguir una resolución de picos completa o existen interferentes en la muestra. Por otro lado, esta tesis revela la importancia de la elección de la variable respuesta en un estudio analítico, hecho clave en el proceso de desarrollo de todo Espacio de Diseño Analítico, en consonancia con las recientes aproximaciones de autoridades regulatorias y de organismos internacionales para trasladar el paradigma de la Calidad por el Diseño (Quality by Design, QbD) al laboratorio. When facing an analytical determination problem, both physicochemical and instrumental features should be considered so as to develop a valid analytical method. All those variables are not actually independent from each other, so a multivariate framework where correlation and covariance play a key role strengthens the way to that success, as every study in this doctoral thesis consistently shows. In this sense, multivariate chemometric tools such as Partial Least Squares regression, detection capability estimation based on multivariate curves, D-optimal designs, both full and fractional factorial designs and desirability functions, together with multiway techniques like PARAFAC and PARAFAC2 decomposition have proven their suitability in enhancing accuracy, sensitivity, specificity and robustness of both spectroscopy- and chromatography-mass-spectrometry-based multiresidue procedures on different chemical families (tranquillizers, bisphenols and plasticizers), foodstuffs (Queso Zamorano, meat) and migrating food materials (tableware, glasses and infant dummies). In particular, the specificity required for every analytical method and specifically for those dealing with regulated substances has been fully ensured by the use of PARAFAC decompositions on three-way tensors; that specificity, which is founded on its so-called second-order advantage, can fail if traditional methodologies are followed whenever a poor resolution is achieved or whether interferents are present in the sample. The importance of a wise selection of the response variable for an analytical study has also been revealed, which should be kept in mind to succeed in the statement of any analytical Design Space, as the recent approaches to extend the Quality by Design paradigm into the analytical laboratory claim. agradecer el apoyo financiero de las siguientes instituciones, sin el cual la realización de este trabajo no habría sido posible: • Universidad de Burgos, por la concesión de la beca predoctoral enmarcada en la convocatoria del año 2011 de las Ayudas para la Formación de Personal Investigador de la UBU (Resolución del 03 de noviembre de 2011). • Ministerio de Ciencia e Innovación, por la financiación otorgada a través del proyecto de investigación CTQ2011-26022. • Ministerio de Economía y Competitividad, por la financiación otorgada a través del proyecto de investigación CTQ2014-53157-R. • Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, Agencia Estatal de Investigación (AEI) y Fondo Europeo de Desarrollo Regional de la Unión Europea (FEDER, UE), por la financiación otorgada a través del proyecto de investigación CTQ2017-88894-R, cofinanciado con fondos europeos FEDER. • Junta de Castilla y León, por la financiación otorgada a través de los proyectos de investigación BU108A11-2 y BU012P17, cofinanciados con fondos europeos FEDER. 2023-09-04T11:43:15Z 2023-09-04T11:43:15Z 2022 2022-03-18 info:eu-repo/semantics/doctoralThesis info:eu-repo/semantics/acceptedVersion http://hdl.handle.net/10259/7790 10.36443/10259/7790 eng info:eu-repo/grantAgreement/MICINN//CTQ2011-26022/ES/DESARROLLO DE METODOS ANALITICOS PARA RESIDUOS VETERINARIOS, PESTICIDAS Y MIGRANTES EN ALIMENTOS DE ACUERDO CON LA NORMATIVA EUROPEA USANDO DISEÑO DE EXPERIMENTOS Y PARAFAC/ info:eu-repo/grantAgreement/MINECO//CTQ2014-53157-R/ES/PLATAFORMAS ANALITICAS, BASADAS EN LA VENTAJA DE SEGUNDO ORDEN, PARA ABORDAR RETOS EN ANALISIS REGULADOS DE CONTAMINANTES, TESTS DE MIGRACION Y ESTUDIOS DE DEGRADACION/ info:eu-repo/grantAgreement/AEI/Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2013-2016/CTQ2017-88894-R/ES/NUEVAS HERRAMIENTAS QUIMIOMETRICAS CON VARIABLES LATENTES PARA LA TOMA DE DECISIONES EN TECNOLOGIA ANALITICA DE PROCESOS Y EN CONTEXTOS REGULADOS DE SEGURIDAD ALIMENTARIA/ info:eu-repo/grantAgreement/Junta de Castilla y León//BU108A11-2//DISEÑO DE EXPERIMENTOS Y CALIBRADOS DE N-VÍAS BASADOS EN PARAFAC PARA MANEJAR LA INFORMACIÓN PROPORCIONADA POR INSTRUMENTACIÓN ACOPLADA. DESARROLLO DE MÉTODOS PARA EL ANÁLISIS DE RESIDUOS VETERINARIOS/ info:eu-repo/grantAgreement/Junta de Castilla y León//BU012P17//HERRAMIENTAS QUIMIOMÉTRICAS PARA MEJORAR LA TOMA DE DECISIONES ENMARCADAS EN LA TECNOLOGÍA ANALÍTICA DE PROCESOS Y EN SEGURIDAD ALIMENTARIA/ Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internacional http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ Este documento está sujeto a una licencia de uso Creative Commons, por la cual está permitido hacer copia, distribuir y comunicar públicamente la obra siempre que se cite al autor original y no se haga de él uso comercial ni obra derivada info:eu-repo/semantics/openAccess application/pdf