En esta Tesis Doctoral se desarrollan nuevas metodologías luminiscentes resueltas en el tiempo combinadas con métodos quimiométricos, y se demuestra su utilidad en la determinación de compuestos de interés farmacológico en muestras reales. En el primer bloque, las ventajas de la luminiscencia sensibilizada por lantánidos (europio y terbio) posibilitan la implementación de técnicas analíticas luminiscentes resueltas en el tiempo para la determinación de analitos muy poco fluorescentes en estado nativo. La combinación de dichas técnicas con el análisis multivariante de los datos de primer orden aportados por las curvas de decaimiento luminiscente permite solventar la dificultad que supone la determinación simultánea de analitos cuyos complejos con lantánidos presentan un completo solapamiento espectral. De esta forma, se han determinado mezclas binarias de tetraciclinas y de fenamatos, tanto en preparados farmacéuticos como en muestras de orina, con excelentes recuperaciones. En el segundo bloque se demuestra que el análisis multivariante de las curvas de decaimiento fluorescente registradas tras la excitación con un láser de nitrógeno permite la determinación simultánea de metabolitos con características luminiscentes muy similares en matrices complejas que presentan fuertes interferencias, sin necesidad de realizar ningún tratamiento o separación previa sobre las muestras. Mezclas de nabumetona y su principal metabolito, el ácido 6-metoxi-2-naftilacético, así como de dos de los metabolitos principales del ácido acetilsalicílico, los ácidos salicílico y gentísico, se han podido resolver con éxito, tanto en preparados farmacéuticos como en muestras de orina. La optimización instrumental de estos métodos se llevó a cabo aplicando un algoritmo basado en la combinación del método del simplex modificado de Nelder y Mead con el método del centroide ponderado, quedando demostrada su rápida convergencia, la cual posibilita el ahorro de tiempo y esfuerzo en los análisis. Por último, en el tercer bloque se utiliza por primera vez la técnica conocida como ¿Dual-Lifetime Referencing¿ (DLR), tanto en el campo de frecuencias como en el campo de tiempos, a la determinación de analitos fluorescentes en fluidos biológicos, utilizándose como ejemplo la doxorrubicina y obteniéndose resultados altamente satisfactorios. Se concluye que estos métodos de patrón interno resueltos en el tiempo son muy ventajosos y fiables puesto que evitan la aparición de errores debidos a posibles variaciones instrumentales.