ARTÍCULO ORIGINAL

Identificación de principios activos en productos comercializados como insecticidas y rodenticidas mediante cromatografía de gases acoplado a un espectrómetro de masas

PACO S. Gloria¹; MORALES V. Mercedes²; MALLEA A. Arturo²

¹ Laboratorio de Química y Toxicología Forense, Instituto de Investigaciones Forenses
² Laboratorio de Toxicología y Laboratorio de Análisis Químicos Industriales y Ambientales, Instituto de Servicios de Laboratorio de Diagnostico e Investigación en Salud (SELADIS), Universidad Mayor de San Andrés

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RESUMEN

En nuestro medio son comercializados plaguicidas en diferentes áreas como: jardinería, cultivos agrícolas, control de roedores; denominados como insecticidas y rodenticidas, los mismos son comercializados con los siguientes nombres comerciales: DDT, Bin Laden, Gamezan, Malation, Neocid 50%, Folidol, Baygon, Matarapido, Racumin, Zelio, El zorro, Campeon y El Demoledor. Los principios activos declarados no existen en la clasificación establecida por la Organización Mundial de la Salud, por tanto es importante identificar dichos principios activos. Se realizó la identificación de estas sustancias mediante cromatografía de gases acoplado a un espectrómetro de masas (CG-MS). Se analizaron un total de 39 muestras, tomando tres muestras de cada producto comercial. Se identificó la presencia de plaguicidas: tales como insecticidas organoclorados (lindano, endosulfan,), organofosforados (malation, clorpirifos), carbamatos (aldicarb) y un insecticida regulador del crecimiento (metopreno), determinándose que no corresponden a la formulación declarada en las etiquetas.

Palabras clave: Plaguicidas, Organofosforados, Organoclorados, Carbamatos, Insecticidas, Rodenticidas, Cromatógrafo de Gases, Espectrómetro de Masas.

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ABSTRACT

Pesticides were offered in the market of Bolivia which will use as: gardening, agricultural cultivation, rodent control; as insecticides and raticides. They are labeled as: DDT, Bin Laden, Gamezan, Malation, Neocid 50%, Folidol, Baygon, Matarapido, Racumin, Zelio, El zorro, Campeon y El Demoledor. Although their chemical composition is not the same of the formulation and not exist in the classification established for World Organization of the Health, is important identify these substances. Was identified of these substances by gas chromatography coupled to a mass spectrometer (CG-MS). Was analyzed three samples of each commercial product (thirteen commercial products). Was identified the following pesticides: insecticide organochlorines (lindane, endosulfan), organophosphorus (malathion, chlorpyrifos), carbamates (aldicarb) and an insect growth regulator (metoprene), that pesticides were not the same of the labeled product.

Key words: Pesticides, Organophosphorus, Organochlorines, Carbamates, Insecticides, Herbicides, Raticides, Gas Chromatograph, Mass Spectrometer.

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INTRODUCCION

Los plaguicidas son sustancias utilizadas para destruir o controlar diferentes plagas, son utilizados principalmente con fines agrícolas, como insecticidas, herbicidas, rodenticidas, fungicidas, inhibidores del crecimiento, etc. Estas sustancias son utilizadas como reguladores de crecimiento de plantas o insectos, aplicadas antes o después de la cosecha de distintos alimentos y para protegerlos durante su almacenamiento y transporte. Estos productos además son utilizados en áreas industriales o para el control de enfermedades en el área de salud pública. Pueden ser sustancias orgánicas o inorgánicas. Según su estructura química se clasifican en plaguicidas organofosforados, organoclorados, carbamatos, cumarinas, piretrinas, talio, etc.^2,3,4,6,8,19

Los insecticidas organofosforados son sustancias de baja estabilidad, biodegradables por la naturaleza, derivan de la molécula del ácido fosfórico. Todos los insecticidas organofosforados actúan por inhibición de la enzima colinesterasa, en general se hidrolizan fácilmente, la estabilidad frente a la reacción hidrolítica de estos compuestos aumenta según la naturaleza de los enlaces (anhidro, halogenuro, alcohoxi, amido, oxifosfatos, tiofosfatos, fosfonatos). Estos compuestos son utilizados con fines agrícolas en forma de insecticidas, porque actúa al adsorberse por intermedio de los lípidos del caparazón de los insectos. Se emplean puros o mezclados, en forma de polvos o aerosoles.^{2,3,4,5,9,10,13,16,18}

Los insecticidas organoclorados son moléculas orgánicas con sustituyentes cloro, cuanto mas sustituido es menos degradable. Se clasifican dentro de tres grupos principales: los diclorodifeniletanos (DDT, DDE, dicofol, etc.), los ciclodienos clorados (aldrin, dieldrin, heptacloro, etc.) y los hexaclorociclohexanos (lindano). Son utilizados en la agricultura como en el ambiente domestico. Son sustancias de gran estabilidad química y alta liposolubilidad, estos se absorben por vía digestiva y a través de la piel. Utilizados en forma pulverizada se absorben por vía pulmonar. Se acumulan en tejido adiposo y su dosis tóxica oscila entre 3 y 5 g. En los casos que son utilizados con solventes orgánicos su toxicidad en seres vivos se presenta con cantidades inferiores a 1 g. ^2,7,12,13,19

Los carbamatos son utilizados como herbicidas, fungicidas e insecticidas, su modo de acción es muy similar a la de los insecticidas organofosforados inhibiendo las colinesterasas. Se degradan con relativa rapidez y tienen una limitada acción residual, su solubilidad es también limitada. Las condiciones óptimas de degradación son alta temperatura, alto pH y abundancia de microorganismos.^2,9,10,12,15

Muchos plaguicidas están siendo utilizadas en nuestro país lamentablemente sin ningún tipo de control, y algunas de esas sustancias fueron retiradas del mercado a nivel mundial bajo el respaldo de la Organización Mundial de la Salud (OMS), pero aun son comercializados y utilizados en muchas actividades, se venden libremente en las calles para la eliminación de roedores y son los venenos mas empleados en homicidios y autoeliminación de personas²⁰. El presente trabajo surge ante la necesidad de identificar los principios activos que son parte de la formulación de dichos productos, la mayoría con fórmulas erróneas bajo nombre comerciales de insecticidas o rodenticidas, mediante la técnica de cromatografía de gases acoplado a un espectrómetro de masas. La identificación de estos principios activos permitirá a los laboratorios de investigación una información muy valiosa para la pesquisa de estas sustancias toxicas en muestras biológicas y no biológicas, del mismo modo coadyuvar en un adecuado tratamiento médico en casos de intoxicación.^{2,4,14,15, 17,19,20}

El método de cromatografía de gases permitirá la separación de los analitos presentes en una muestra determinada de acuerdo a la afinidad y mecanismos fisicoquímicos de absorción y reparto entre la fase estacionaria y la fase móvil, los mismos pasan a través de una columna capilar por arrastre de la fase móvil. Las moléculas separadas migran al espectrómetro de masas a través de la cámara de ionización, estas reciben un bombardeo de electrones del filamento, fragmentándose en iones gaseosos los mismos son acelerados hacia el analizador de masas separados según su relación masa/carga, del analizador pasan al detector del espectrómetro de masas, convirtiendo el haz de iones en una señal eléctrica la cual es procesada y registrada gracias al software, en un espectro de masas o un espectro iónico, del analito, denominado Ionograma. El espectro iónico obtenido permitirá la identificación segura de los analitos en estudio.^1,2,11,15,19

 

MATERIALES Y METODOS

Preparación de reactivos

• Florisil. Malla 60-100 grados PR: se activó a 130 ºC durante 2 horas y fue desactivado agregando 15% de agua destilada cuidadosamente por goteo y agitación. Se debe efectuar esta operación cada 2 días.

Condiciones cromatográficas. Se trabajó en un cromatógrafo de gases acoplado a un espectrómetro de masas, bajo las siguientes condiciones: Columna Elite 5. Detector a 200 ºC. Inyector a 250 ºC. Temperatura del Horno bajo la siguiente rampa de temperaturas: 80 ºC por 2 minutos, con una primera rampa de 20 ºC/min, hasta 180 ºC por 3 minutos; una segunda rampa de 20 ºC/min. hasta 280 ºC por 7 minutos. Con un Set point de 1, Un flujo de 1,1 ml/minuto.

Procedimiento

Se pesó 1 gramo (pulverizado en un mortero de porcelana) de cada uno de los productos comerciales (se analizaron tres muestras de cada producto comercial) y se realizó el siguiente procedimiento:

1. Extracción con acetona. Se adicionó 5 ml de acetona, se mezcló en vortex a 10 rpm por 20 minutos. Se centrifugó por 5 minutos a 3000 rpm.
   Se separó la fase cetónica utilizando un papel filtro, en un vaso de precipitados, posteriormente se evaporó el extracto orgánico a 50 ºC en baño maría, bajo campana de extracción para luego redisolver con 2 ml acetona y someter a un proceso de limpieza.
2. Extracción con Diclorometano. Al residuo se añadió 5 ml de diclorometano, se agitó en un vortex a 10 rpm por 20 minutos. Se centrifugó por 5 minutos a 3000 rpm. Posteriormente se separó la fase orgánica con la ayuda de un papel filtro en un vaso de precipitados. Finalmente se evaporó el extracto orgánico a 50 ºC en baño maría, bajo campana de extracción para luego redisolver con 2 ml diclorometano y someter a un proceso de limpieza.
3. Limpieza. Se preparó el cartucho de limpieza rellenando bajo el siguiente orden de abajo hacia arriba:
• Algodón hidrófilo o papel filtro de acuerdo al diámetro del cartucho.
• 8 gramos de Florisil (60-100 mesh), activado previamente durante 16 horas a 130 ºC en estufa de calentamiento.
• 1 gramo de Celite 545, granulometría 20 a 45 micrones, activado previamente durante 16 horas a 130 ºC en estufa de calentamiento.
• 1 g de sulfato de sodio anhidro.

Se activó la columna de limpieza con 3 ml de acetona para limpiar el extracto cetónico. Posteriormente se colocó los 2 ml del extracto cetónico de la muestra a la columna de limpieza, se procedió a eluir el extracto con 15 ml de acetona. Se recogió el extracto en vaso de precipitados de 50 ml (extracto 1), finalmente se evaporó el extracto orgánico a 50 ºC en baño maria, bajo campana de extracción.

Por otro lado se colocó los 2 ml del extracto de diclorometano de la muestra a la columna de limpieza y se realizó el mismo procedimiento con diclorometano.

Evaporados los extractos cetónico y de diclorometano, se procedió a redisolverlos con 0.5 ml de diclorometano, para realizar la corrida cromatográfica de cada muestra.^{1,2,,3,8,11,19}

 

RESULTADOS

Se realizó en primera instancia el registro de los productos comercializados como insecticidas y rodenticidas tomando en cuenta lo declarado en su formulación (ver Tabla No. 1).

 

Realizada la lectura de las muestras se procedió al análisis e interpretación de resultados considerando: los tiempos de retención (+/- 0.5 min) de los analitos separados, el espectro iónico obtenido de cada pico y los 5 fragmentos específicos de mayor prevalencia de cada sustancia plaguicida. (ver Tabla No. 2).

 

DISCUSIONES Y CONCLUSIONES

Identificados los principios activos de cada producto comercializado (13 productos comerciales) como insecticidas y rodenticidas se determinó que la composición química declarada en cada sobre no es similar a los plaguicidas identificados mediante cromatografía de gases-masas (Ver Tablas No. 1 y No. 2).

El método cromatográfico de gases-masas permitió la identificación de plaguicidas mediante el espectrómetro de masas el cual es un instrumento que separa los iones según su relación masa carga. Este sistema cromatográfico permitió obtener un espectro de masas o espectro iónico de cada analito, el cual es especifico para cada sustancia.

De esta manera el espectro iónico obtenido permitió la identificación precisa de los plaguicidas, determinándose las siguientes sustancias: siete de los productos comercializados como insecticidas presentan como principios activos una sustancia organoclorada (Lindano), dos sustancias organofosforadas (Malation y Clorpirifos) y un insecticida carbamato (Aldicarb), contrariamente a su declaración en etiqueta en la cual están registrados: DDT, deltametrina, neocid, dimetil paranitrofenil tiofosfato paration metilico y 2-izopropox-femil-N-metyl, sustancias que no se encuentran registrados como plaguicidas según la Organización Mundial de la Salud. Y seis de los productos comercializados como rodenticidas contienen como parte de su composición: insecticidas organoclorados (Lindano y endosulfan), organofosforados (Clorpirifos), carbamatos (Aldicarb) y un insecticida regulador del crecimiento (Metoprene). Contradictoriamente a su declaración en etiqueta, en el cual indican que los mismos contienen: Metaximetil, Cumarina, Hidroxicumarina-metomilo-s-metil-oxi, alfa-p-clorfenil-aceteletel e hidroximuna. (Ver Tablas No. 1 y No. 2).

Los insecticidas organoclorados lindano y endosulfan de acuerdo a la Organización Mundial de la Salud son considerados sustancia químicas altamente peligrosas, ya que una exposición crónica puede ocasionar cáncer, malformaciones congénitas, abortos espontáneos y daño cerebral; en dosis toxicas puede producir la depresión de centros respiratorios y cardiovasculares y consecuentemente la muerte de un individuo. Estos plaguicidas son consideradas sustancias contaminantes de aguas, aire y alimentos, pueden llegar a producir la muerte de distintos animales. En 40 países se los clasificó como productos restringidos.^{21,22,23,24,25} La sustancia plaguicida Lindano fue identificado en tres productos comerciales denominados DDT, MALATION y RACUMIN los mismos declaran contrariamente en su formulación DDT y Cumarina. Por otro lado, el plaguicida Endosulfan fue identificado además en el producto comercial denominado RACUMIN (Ver Tablas No. 1 y No. 2).

El organofosforado clorpirifos esta considerado también como una sustancia peligrosa, que afecta al sistema nervioso central, y una sobre dosis ocasiona la muerte de una persona; los niños por su peso y tamaño son los mas expuestos a sus efectos tóxicos, por su uso en jardines, plantaciones, etc.^26,27 esta sustancia fue identificada en siete productos comerciales llamados: DDT, BIN LADEN, NEOCID 50%, FOLIDOL, BAYGON, RACUMIN y ZELIO, los cuales declaran en su formulación DDT, deltametrina, neocid, dimetil paranitrofenil tiofosfato paration metilico, 2-izopropox-femil-N-metyl y cumarina respectivamente, sustancias que no se encuentran registradas como plaguicidas según la Organización Mundial de la Salud (Ver Tablas No. 1 y No. 2).

El insecticida carbamato aldicarb se considera un potencial riesgo para la salud humana, animal y el medio ambiente. Luego de su utilización, gránulos de la sustancia pueden permanecer en la superficie de los suelos constituyen un peligro letal para aves y animales terrestres, llega a ser un contaminante de aguas y toxico para el ser humano. Según la Comisión de Comunidades Europeas desde marzo del año 2003, el Aldicarb fue excluido del anexo de sustancias activas y se retiró la autorización de productos fitosanitarios que contengan esta sustancia activa.^28,29 Por lo cual es considerada una sustancia química muy toxica, en dosis altas llega a producir la muerte de una persona por parálisis del sistema respiratorio.^29,30 El insecticida Aldicarb fue identificado en tres productos comercializados como insecticidas y rodenticidas, denominados GAMEZAN, MATARAPIDO, EL ZORRO y EL DEMOLEDOR (Ver Tablas No. 1 y No. 2).

La sustancia clasificada como larvicida de mosquitos selectivo y regulador del crecimiento de insectos, metopreno, según las directrices de la Organización Mundial de la Salud (para la clasificación de los plaguicidas según el riesgo), constituye un producto que es improbable que presente riesgo agudo en condiciones de uso normales.³¹ El insecticida Metopreno fue identificado como componente del producto comercializado bajo el nombre de CAMPEON, utilizado como rodenticida, en contraposición a lo declarado en su formulación, en la cual indica que contiene: Cumarina-3-alfa-tetralyl-4-hidroxicumarina, Metomil-S-metil-N-(meticarbamoll), Oxitioacetimidato, los mismos son productos no registrados como plaguicidas.

 

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