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Adsorción de cadmio y cromo en solución acuosa mediante nanopartículas de hidroxiapatita
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-04-10) Ayala Correa, Luis Jair; Guzman Cordova, Maribel Giovana
La actividad minera en el Perú es una de las actividades extractivas con mayor impacto en nuestra economía. Nuestro país cuenta con un gran potencial mineralógico, donde ocupa el segundo lugar en la producción de cobre, plata y cinc a nivel mundial, y posee la mayor cantidad de reservas de plata y el tercer lugar en cobre a nivel global. Sin embargo, los desechos provenientes de los procesos extractivos son fuentes potenciales de descarga de contaminantes con alta concentración de metales, entre ellos el cadmio y cromo, hacia los cuerpos de agua como lagunas o ríos. Posteriormente, estos contaminantes pueden ser movilizados a lo largo de la cuenca hidrográfica correspondiente. De esta manera, la acción contaminante va más allá de la región circundante a las operaciones mineras, afectando directamente la salud de la población, y mermando el ecosistema animal y vegetal existente. En la actualidad, existe un abanico de tecnologías para el tratamiento de aguas contaminadas con metales como la ósmosis inversa o la electrodiálisis; no obstante, estos poseen desventajas como los altos costos en la producción y en su posterior instalación. Este trabajo plantea el uso de la adsorción para la remediación de cadmio y cromo en medio acuoso como una alternativa más accesible no solo por el costo en su implementación, sino también por su alta eficiencia y simplicidad, y que de esta manera se logre cumplir con los estándares de calidad de agua de la legislación peruana. En cuanto al material adsorbente, los fosfatos cálcicos poseen un alto potencial para la adsorción de metales, y además son benignos hacia el medioambiente. Por ello, el material adsorbente en estudio será la hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2] en forma nanoparticulada, aprovechando de esta manera su alta área superficial para una eficiente adsorción de dichos contaminantes metálicos.
Desarrollo de un método alternativo para la detección de ocratoxina A mediante el uso de nanovarillas de oro funcionalizadas con aptámeros
(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-07-10) Ayala Correa, Luis Jair; Galarreta Asian, Luis Jair
Una de las principales causas de contaminación de los alimentos se encuentra ligada a la presencia de hongos y a la producción de toxinas por parte de estos, mayormente denominadas micotoxinas. Una de las más peligrosas es la ocratoxina A (OTA), la cual debido a su alta toxicidad en el organismo ha generado que se establezcan niveles máximos permisibles de consumo por parte de instituciones internacionales. En la actualidad, existen diversas metodologías que permiten la detección de esta toxina. Sin embargo, no es fácil acceder a ellas pues requieren de personal capacitado, equipos costosos y una alta demanda de tiempo. Este trabajo plantea el desarrollo de un biosensor a base de nanovarillas de oro y aptámeros como una alternativa en la detección de OTA, que sea más accesible que los métodos convencionales. En primer lugar, se realizó la síntesis de las nanovarillas de oro empleando el método de semillas reportado por Ratto y colaboradores. De esta forma se obtuvo varillas de aproximadamente 54 nm x 17 nm; las cuales fueron caracterizadas mediante espectroscopía UV-Vis-NIR y microscopía electrónica de transmisión. En segundo lugar, se implementó el proceso de funcionalización de las nanovarillas de oro para el desarrollo del biosensor. Se optimizó el número de centrifugaciones y la concentración del aptámero, y se utilizó como molécula de relleno al 2- mercaptoetanol. En estas etapas, se monitoreó el desplazamiento y el ancho de la banda plasmónica mediante UV-Vis-NIR y los cambios en los espectros Raman para determinar las mejores condiciones de funcionalización. En tercer lugar, se evaluó el desempeño del sensor con diferentes concentraciones de la toxina (0, 0.25, 0.5, 2, 4 μM) por medio de espectroscopía UV-Vis-NIR y espectroscopía Raman. Con esta última, se identificó las señales vibracionales características tanto del aptámero como del 2-mercaptoetanol. Finalmente, se empleó el método de calibración multivariante de mínimos cuadrados parciales para construir un modelo de cuantificación de OTA a partir de los espectros obtenidos. Se concluye que mediante espectroscopia Raman es posible discernir hasta 0.25 μM (100 ppb) de la toxina; mientras que por espectroscopía UVVis- NIR, solo es posible diferenciar a partir de 2 μM (800 ppb).