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La cromatografía es una técnica analítica esencial en la toxicología forense para la separación, identificación y cuantificación de sustancias químicas presentes en muestras biológicas y no biológicas.

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Fase móvil: gas portador (por ejemplo, helio o nitrógeno).

Fase estacionaria: columna recubierta con un material que interactúa con los compuestos.

Aplicaciones:

Detección de compuestos volátiles y termoestables, como alcohol, disolventes, drogas recreativas, pesticidas, y productos de combustión.

Ejemplo: análisis de etanol en sangre.

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Cromatografía Líquida de Alta Resolución (HPLC)

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Cromatografía Líquida de Alta Resolución (HPLC)

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Cromatografía líquida (LC):

Fase móvil: líquidos de distinta polaridad.

Fase estacionaria: columna rellena de partículas sólidas, como sílice.

Aplicaciones:

Análisis de compuestos no volátiles, polares y termolábiles, como medicamentos, drogas de abuso, y metabolitos.

Ejemplo: detección de opioides y benzodiazepinas en sangre u orina.

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La espectrometría de masas (MS) es una herramienta clave en la toxicología forense, ya que permite la identificación y cuantificación precisa de sustancias tóxicas, drogas, venenos y sus metabolitos en diversas matrices biológicas como sangre, orina, cabello y tejidos.

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Introducción a la espectrometría de masas | Khan Academy en Español

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IMPORTANCIA DE LA ESPECTROMETRÍA DE MASAS EN TOXICOLOGÍA FORENSE 

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IMPORTANCIA DE LA ESPECTROMETRÍA DE MASAS EN TOXICOLOGÍA FORENSE 

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En la toxicología forense, se busca detectar e identificar sustancias químicas que puedan estar involucradas en incidentes legales, como muertes sospechosas, intoxicaciones, conducción bajo influencia (DUI), o uso de sustancias prohibidas. La MS es esencial debido a su:

Sensibilidad: Detecta compuestos en concentraciones muy bajas, incluso en trazas.

Especificidad: Distingue sustancias con estructuras químicas similares.

Versatilidad: Analiza una amplia variedad de compuestos, desde drogas comunes hasta contaminantes poco frecuentes.

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Ionización por impacto electrónico (EI):

Común en cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS).

Útil para compuestos volátiles como drogas recreativas y solventes.

Electrospray ionization (ESI):

Utilizado en cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (LC-MS).

Ideal para compuestos polares y termolábiles como fármacos y metabolitos.

Ionización química (CI):

Una alternativa más suave al EI que minimiza la fragmentación.

MALDI (Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization):

Útil para analizar matrices complejas como muestras de tejidos o cabello.

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TÉCNICAS ACOPLADAS A ESPECTROMETRÍA DE MASAS

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TÉCNICAS ACOPLADAS A ESPECTROMETRÍA DE MASAS

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GC-MS (Cromatografía de gases - MS):

Usada para compuestos volátiles y termoestables.

Aplicaciones: análisis de drogas como cocaína, metanfetaminas y solventes orgánicos.

LC-MS (Cromatografía líquida - MS):

Excelente para compuestos no volátiles y polares.

Aplicaciones: detección de medicamentos recetados, metabolitos, y toxinas.

MS/MS (Espectrometría de masas en tándem):

Mejora la selectividad mediante la fragmentación controlada de iones.

Ampliamente utilizada para análisis confirmatorios.

HRMS (Espectrometría de masas de alta resolución):

Proporciona mayor precisión en la determinación de masas moleculares.

Permite identificar compuestos desconocidos.

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Separación basada en la carga de los compuestos.

Aplicaciones:

Análisis de compuestos iónicos como metales pesados y cianuros.

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TÉCNICAS ACOMPLADAS A CROMATOGRAFÍA EN TOXICOLOGÍA FORENSE

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TÉCNICAS ACOMPLADAS A CROMATOGRAFÍA EN TOXICOLOGÍA FORENSE

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La combinación de cromatografía con técnicas analíticas como la espectrometría de masas (GC-MS, LC-MS) o la detección por UV mejora la sensibilidad y la especificidad:

1. GC-MS:

Identificación y cuantificación precisa de compuestos volátiles.

Ejemplo: detección de drogas como cocaína o metanfetaminas.

2. LC-MS:

Ideal para sustancias no volátiles y polares.

Ejemplo: análisis de metabolitos de medicamentos o toxinas.

3. HPLC (High-Performance Liquid Chromatography):

Cromatografía líquida de alta precisión con diferentes detectores (UV, fluorescencia, MS).

Ejemplo: análisis de venenos como rodenticidas o alcaloides.

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APLICACIONES ESPECÍFICAS DE LA CROMATOGRAFÍA EN TOXICOLOGÍA FORENSE

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APLICACIONES ESPECÍFICAS DE LA CROMATOGRAFÍA EN TOXICOLOGÍA FORENSE

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Análisis de drogas de abuso:

Identificación y cuantificación de opioides, anfetaminas, cannabinoides y benzodiazepinas en sangre, orina y saliva.

Detección de alcohol y volátiles:

Determinación de etanol, metanol, y otros solventes en fluidos biológicos mediante GC.

Análisis de venenos y toxinas:

Detección de compuestos como cianuro, pesticidas organofosforados, y metales pesados.

Control antidopaje:

Análisis de muestras de sangre o orina en busca de esteroides anabólicos y otras sustancias prohibidas.

Análisis retrospectivo:

Uso de matrices como cabello o uñas para evaluar el historial de exposición a sustancias.

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Son métodos analíticos que utilizan anticuerpos para detectar la presencia de un antígeno específico (como una droga o su metabolito). Funcionan sobre la base de la afinidad entre el antígeno y el anticuerpo, produciendo una señal medible que indica la presencia de la sustancia objetivo.

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Inmunoensayo enzimático (EIA o ELISA):

Los anticuerpos están conjugados con una enzima que produce una señal (color, fluorescencia, etc.) al reaccionar con un sustrato.

Aplicaciones:

Screening para drogas de abuso, como anfetaminas, opiáceos, cocaína y cannabis.

Ventaja:

Alta sensibilidad y rapidez.

Limitaciones:

Puede presentar reacciones cruzadas con compuestos similares, generando falsos positivos.

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Inmunoensayo de fluorescencia polarizada (FPIA)

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Inmunoensayo de fluorescencia polarizada (FPIA)

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Mide cambios en la fluorescencia polarizada cuando un anticuerpo se une al antígeno.

Aplicaciones:

Detección de drogas y medicamentos en sangre y orina.

Ventaja:

Rápido y adecuado para análisis cuantitativos.

Limitaciones:

Requiere instrumentación especializada.

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Ensayo de inmunoabsorción ligado a enzimas (ELISA de alta sensibilidad)

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Ensayo de inmunoabsorción ligado a enzimas (ELISA de alta sensibilidad)

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Similar al EIA, pero con mayor capacidad para detectar sustancias en bajas concentraciones.

Aplicaciones:

Detección de venenos y toxinas específicos.

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Basadas en tiras reactivas o casetes que utilizan anticuerpos para detectar sustancias.

Aplicaciones:

Pruebas de detección in situ para drogas de abuso (orina o saliva).

Ventaja:

Portátil, rápido y fácil de usar.

Limitaciones:

Menor sensibilidad y especificidad comparado con técnicas de laboratorio.

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La microscopía y el análisis químico clásico son técnicas tradicionales que aún juegan un papel importante en la toxicología forense, especialmente en casos que requieren la identificación visual de materiales o el análisis de sustancias cuando no se dispone de instrumentación avanzada. Estas técnicas son complementarias a los métodos modernos, y a menudo se utilizan en situaciones específicas o como pasos preliminares antes de emplear técnicas más sofisticadas.

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1. Microscopía óptica:

Utiliza luz visible para observar muestras.

Aplicaciones:

Identificación de cristales de drogas (como cocaína o metanfetaminas) mediante análisis morfológico y el análisis de partículas envenenadoras, como residuos de pesticidas o toxinas en alimentos.

2. Microscopía de luz polarizada (PLM):

Aprovecha las propiedades ópticas anisotrópicas de ciertos compuestos.

Aplicaciones:

Identificación de cristales de drogas o venenos, como estricnina o arsénico, y la observación de contaminantes en muestras biológicas o ambientales.

3. Microscopía electrónica (SEM-EDX):

Utiliza electrones para formar imágenes con alta resolución y análisis de composición elemental.

Aplicaciones:

Identificación de partículas metálicas o residuos de armas químicas y la determinación de elementos tóxicos, como plomo o mercurio.

4. Microscopía fluorescente:

Se emplea para observar sustancias que emiten fluorescencia bajo luz ultravioleta.

Aplicaciones:

Detección de metabolitos fluorescentes de drogas o toxinas.

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El análisis químico clásico abarca métodos químicos tradicionales basados en reacciones químicas, precipitación, titulación y colorimetría para identificar y cuantificar sustancias.

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Titulación:

Método cuantitativo basado en la reacción de una sustancia con un reactivo de concentración conocida.

Aplicaciones:

Determinación de niveles de alcohol en sangre (por reacción con dicromato de potasio).

Cuantificación de metales pesados como plomo o mercurio.

Precipitación:

Método para separar y analizar compuestos basados en su solubilidad.

Aplicaciones:

Identificación de arsénico mediante el "Método de Marsh", una prueba clásica que forma depósitos de arsénico metálico.

Extracción líquida-líquida:

Técnica para aislar sustancias químicas mediante su solubilidad diferencial en dos líquidos inmiscibles.

Aplicaciones:

Aislamiento de venenos orgánicos como pesticidas o alcaloides.

Gravimetría:

Método que mide la cantidad de una sustancia basada en su peso tras una reacción química.

Aplicaciones:

Análisis de sales metálicas o compuestos sólidos envenenantes.

Espectrofotometría UV-Vis (en su forma clásica):

Cuantificación de sustancias mediante su absorción de luz ultravioleta o visible.

Aplicaciones:

Análisis de medicamentos, venenos o contaminantes en muestras líquidas.

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Sensibilidad y especificidad limitada:

Menos precisos que los métodos modernos, con mayor riesgo de falsos positivos o negativos.

Interferencias:

Factores como la complejidad de la matriz pueden dificultar la interpretación de los resultados.

Lentitud:

Algunos métodos, como la gravimetría, requieren tiempo para obtener resultados.

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1. Uso de recipientes herméticos y refrigeración para mantener la integridad de las muestras.

2. Cadena de custodia documentada para garantizar la validez legal de las pruebas.

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1. Métodos Cuantitativos y Cualitativos: Determinan la presencia y concentración de sustancias.

2. Pruebas confirmatorias para validar resultados preliminares.

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1. Determinar si las concentraciones detectadas son letales, terapéuticas o subletales.

2. Relación de los resultados con los síntomas observados o los eventos en investigación.