Desarrollo y aplicación de oligómeros en química analítica y ambiental

Fil: Torres, Dimas Ignacio. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Buenos Aires, Argentina

Detalles Bibliográficos
Autor principal: Torres, Dimas Ignacio
Otros Autores: Copello, Guillermo
Formato: Tesis doctoral acceptedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: Facultad de Farmacia y Bioquímica 2020
Materias:
Oligómeros
Biosensores
Remedación
Ciencias de la vida
Acceso en línea:http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=posgraafa&cl=CL1&d=HWA_6321
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spelling I28-R145-HWA_63212023-04-20 Fil: Torres, Dimas Ignacio. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Buenos Aires, Argentina Copello, Guillermo Facultad de Farmacia y Bioquímica Campo Dall´orto, Viviana Torres, Dimas Ignacio 2020-04-27 En este trabajo de tesis se abordó el desarrollo y aplicación de tres materiales novedosos en el área de la química analítica y la remediación del medio ambiente. En primera instancia se desarrolló un biosensor con una fase de reconocimiento molecular altamente funcionalizada derivada de epóxido para contener la enzima. La etapa clave en la obtención del material modificador de la superficie del electrodo fue la polimerización radicalaria de la anilina (ANI) mediada por la enzima peroxidasa de soja (SBP) usando peróxido de hidrógeno como oxidante. Esta reacción se realizó in-situ sobre la superficie de un electrodo de carbón vítreo y juntamente con la copolimerización de ácido acrílico (AA) y etilenglicol diglicidil éter (EGDE), que cumplieron un rol estructural formando un entorno propicio para mantener la enzima activa sobre la superficie del electrodo y contribuir a la estabilidad del conjunto. La formación tanto de polianilina (PANI) como de poliacrilatos y aductos de EGDE fue verificada por espectroscopía UV-Visible y ATR-FTIR. SBP no sólo fue usada durante la síntesis del polímero conductor, sino que también fue el elemento de reconocimiento en el sensor electroquímico formado. El modo de detección elegido fue la amperometría en flujo, dando una buena una respuesta con elevada relación señal/ruido, buena precisión y selectividad. Para evaluar la aplicabilidad del sensor se analizó el contenido de peróxido de hidrógeno en una muestra comercial de blanqueador dental tanto por adición de estándar como por estándar externo, sin que hubiera diferencia significativa. En segundo lugar, se co-inmovilizaron complejos formados entre un nuevo material oligomérico y Cu junto con SBP para combinar sus capacidades catalíticas. El nuevo 156 material presentó grupos funcionales similares a otros oligómeros desarrollados previamente por el grupo de investigación, corroborado por FTIR, y con una capacidad similar de captación de iones metálicos. La comparación del perfil cromatográfico obtenido en la separación de ambos oligómeros por una columna de exclusión molecular y de sus electroferogramas mostró que los materiales obtenidos eran heterogéneos y presentaban una mezcla de productos similares, pero con una proporción diferente de las distintas poblaciones. Los nuevos oligómeros sintetizados sin peróxido de benzoilo conservaron la aplicabilidad de la variante precedente, pero presentaron la ventaja adicional de reducir el tiempo de síntesis en 12hs y también de poseer una menor citotoxicidad. Se utilizó el nuevo sistema catalítico para el tratamiento de efluentes textiles, tomándose como modelo el colorante naranja de metilo (MO). El catalizador para el proceso de decoloración se formuló en esferas por gelación ionotrópica entre alginato / oligómeros y clorhidrato de polietilenimina en presencia de SBP, y se usaron Ca(II) y Cu(II) para su endurecimiento. La distribución de los distintos elementos (N ,O, Cu, Ca) fue estudiada por medio de EDAX. Se comprobó la propiedad de los complejos formados entre Cu(II) y oligómeros, por medio de EPR y medición de oxígeno disuelto, para producir especies reactivas a partir del peróxido de hidrógeno El uso de la mezcla alginato / oligómeros evitó la coagulación del oligómero con el cobre, mejorando la accesibilidad de los sitios activos y facilitando su dosificación. La co-inmovilización de la enzima SBP en las esferas con los complejos con Cu(II) dio lugar a un efecto sinérgico en el proceso oxidativo. 157 El ultimo material desarrollado en esta tesis consistió en una resina de intercambio iónico basada en la reacción entre EGDE e imidazol (IM), el primer paso en la síntesis de los oligómeros previamente mencionados. El IM se utilizó tanto como catalizador en la apertura de los grupos epóxido, así como también aportando las cargas positivas permanentes provenientes de su disustitución y necesarias para la fijación de aniones; este uso dual es una innovación en esta clase de materiales. Al igual que el material anterior se investigó su aplicabilidad en el tratamiento de efluentes textiles, esta vez buscando la adsorción del colorante azo aniónico Remazol Black (RB). Los resultados de los estudios cinéticos e isotérmicos indicaron que la adsorción se producía de forma espontánea y con una afinidad sumamente alta. También se evaluó el efecto de sales interferentes sin hallar un impacto cuantificable. Se estudió el impacto del flujo, la concentración del adsorbato y la masas de adsorbente en un sistema de lecho fijo por medio de un diseño experimental, obteniéndose datos valiosos, como una relación positiva entre el aumento del caudal y la concentración del adsorbato, para facilitar en un futuro el escalado del proceso a un nivel industrial. Los intentos por regenerar la columna luego de la adsorción de RB por medio del tratamiento con sales, ácidos y álcalis no resultaron satisfactorios. Se probó la adsorción de MO, el cual pudo ser eficientemente recuperado al lavar la columna con una solución ácida que anulaba su carga neta negativa, corroborando el mecanismo de intercambio iónico. La microscopía SEM mostró cambios estructurales en el material luego de la adsorción del RB; esto se debió al apantallamiento de las cargas positivas en el material que le otorgaban su capacidad de hinchamiento, lo que coincidió con la 158 reducción de su volumen luego del proceso de adsorción. Pese a esta estrecha unión, no se evidenciaron cambios en los grupos funcionales al estudiar el colorante adsorbido en la resina por FTIR. La caracterización estructural se completó mediante un estudio de HR-MAS NMR. Se estudiaron las propiedades térmicas mediante calorimetría diferencial y termogravimetría, por medio de los cuales se pudo apreciar una reducción de la resistencia térmica al aumentar la proporción de EGDE en la mezcla de reacción. application/pdf Cukierman, Ana Lea Corton, Eduardo Perez, Claudio Javier Oligómeros Biosensores Remedación spa Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica info:eu-repo/semantics/openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/ Ciencias de la vida Desarrollo y aplicación de oligómeros en química analítica y ambiental info:eu-repo/semantics/doctoralThesis info:ar-repo/semantics/tesis doctoral info:eu-repo/semantics/acceptedVersion http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=posgraafa&cl=CL1&d=HWA_6321 http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/collect/posgraafa/index/assoc/HWA_6321.dir/6321.PDF

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