Química (Lic.)
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Item Aporte del profesional químico en el diseño de una estrategia para el desarrollo de la competencia científica en estudiantes del Programa del Diploma del Bachillerato Internacional(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-12-03) Kaliksztein Fihman, Yoana; Morales Bueno, Emma PatriciaLos atributos del perfil del profesional químico pueden contribuir a la formación de personas con competencia científica, que puedan participar en la comunidad local, nacional y global y puedan tomar decisiones informadas. Uno de los aspectos centrales de la formación científica es el desarrollo del pensamiento científico, en el cual el trabajo experimental en el laboratorio cumple un rol fundamental. Sin embargo, el entorno de aprendizaje del laboratorio es complejo, ya que el estudiante debe integrar y aplicar el conocimiento conceptual y teórico, las habilidades y las actitudes. La presente investigación evalúa el aporte del profesional químico en el logro de la competencia científica del estudiante que egresa de la Secundaria a través del diseño y ejecución de un plan de trabajos prácticos del curso de Química del Bachillerato Internacional para estudiantes de IV° y V° de Secundaria. La efectividad de la intervención se evalúa en el marco de lo establecido por PISA (OCDE, 2017) en base a la capacidad del estudiante para elaborar explicaciones científicas sobre los fenómenos y conceptos de la Química relacionados a su investigación, diseñar una investigación científica, e interpretar datos y pruebas de acuerdo con lo observado y medido. Se determinó un alto grado de correlación entre las tres variables aplicadas en la intervención y su influencia en el logro de la competencia científica, aunque, las variables individuales no aportaron una explicación significativa por sí solas. En base a los resultados obtenidos, se considera que el profesional químico desempeña un rol fundamental en la formación de los estudiantes del curso de Química, ayudándoles a desarrollar competencias científicas sólidas y preparándolos para enfrentar futuros desafíos en sus estudios posteriores.Item Uso de técnicas computacionales de acoplamiento y de dinámica molecular para proponer un tratamiento que aplique la reutilización de medicamentos a la coccidiosis en los pollos de engorde(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-12-03) Galvez Shoobridge, Santiago; Casado Peña, Fanny LysLa coccidiosis en una enfermedad que perjudica la salud del pollo y la producción de su carne, aquella es causada por parásitos del género Eimeria. Para combatirla hay un interés de encontrar nuevos medicamentos. Una opción es la reutilización de medicamentos, esto es, usar un fármaco desarrollado para otro propósito. El objetivo de esta tesis es proponer drogas con posibles efectos terapéuticos. Para lograrlo se usó una técnica de cribado virtual: los medicamentos de una base de datos interactúan mediante técnicas computacionales con una proteína para inhibirla. En otras palabras, las estructuras en 3D de los medicamentos y de la proteína se descargaron de internet para ser usadas en el programa de acoplamiento molecular LeDock. Luego, sólo los medicamentos más prometedores y la proteína se procesaron en el programa de dinámica molecular GROMACS. Finalmente, se analizaron los datos obtenidos. Los resultados indican a dos medicamentos como posibles buenos candidatos para tratar la coccidiosis al inhibir la proteína Dihidroorotato deshidrogenasa de la E. tenella. La mejor opción tiene el “PubChem CID” de 89612265, mientras que la otra es el bisantreno, pero todavía falta analizar la viabilidad de ambos para un estudio in vivo. Además, debido al bajo poder computacional utilizado y al no usar un mejor programa de acoplamiento molecular, no se lograron encontrar otros candidatos. Sin embargo, se demostró que con bajos recursos computacionales también se pueden obtener resultados y se logró un buen estudio exploratorio que se puede ampliar para otras enfermedades o modificar para otros usos.Item Síntesis electroquímica y caracterización de recubrimientos de zinc reforzados con nanopartículas de TiO2 con potencial alto desempeño ante la corrosión(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-08-26) Huamaní Pastor, Ricardo Josue; Camargo León, Magali KarinaLos recubrimientos zinc son ampliamente empleados para proteger piezas a base de acero de bajo carbono contra la corrosión debido a que pueden actuar como barrera y ánodo de sacrificio. Sin embargo, el zinc es un metal relativamente blando por lo que su resistencia a la abrasión debe ser mejorada si se desea prolongar el tiempo de vida útil. Los recubrimientos compuestos consisten de una matriz metálica con micro/nano partículas de segunda fase dispersas. Son una alternativa prometedora para mejorar las propiedades anticorrosivas y las propiedades mecánicas (dureza, abrasión). El método de de la electro codeposición consiste en depositar electrolíticamente un recubrimiento compuesto a partir de un baño de deposición que contiene partículas de segunda fase en dispersión. La morfología, estructura cristalina, dureza y de resistencia a la corrosión estarán en relación a la cantidad y naturaleza de las partículas incorporadas, así como a su distribución en la matriz metálica. En esta investigación se estudió la electrodeposición del recubrimiento compuesto de Zn-TiO2 a partir de baños basados en ZnCl2 con nanopartículas de TiO2 en dispersión. Para mejorar el porcentaje de incorporación partículas se propuso el uso de aditivos tiolados como L-cisteína, Nacetilcisteína como posibles moléculas de anclaje entre la matriz metálica y las nanopartículas. La tiourea también fue estudiada como aditivo para fines comparativos. Se estudió la deposición galvanostática de Zn y Zn-TiO2 sin y con aditivos en una celda electrolítica con condiciones hidrodinámicas controladas. Se estudió la influencia de la variación de densidad de corriente, así como de la concentración de los aditivos de baño. Los recubrimientos Zn-TiO2 con L-cisteína y N-acetilcisteína eran más compactos en comparación con los recubrimientos sin aditivos o con tiourea. Por otro lado, los mayores porcentajes de incorporación de partículas fueron de 1,15% p/p (con L-cisteína) y 1,00% p/p (con Nacetilcisteína) a una concentración de aditivo en el baño de 1,00 g/L y con una densidad de corriente baja (2 A/dm2). Para estos recubrimientos, la orientación cristalina preferente (textura) de zinc fueron hacia los planos piramidales (101) y (102); mientras que para el depósito con tiourea la textura preferente era la del plano(112), similar al observado en los depósitos preparados sin aditivos de baño. El recubrimiento de Zn-TiO2 con aditivo de N-acetilcisteína 1,00 g/L presentó una menor velocidad de corrosión en NaCl 3,5% (1,10 μA/cm2). Esto puede deberse a un mayor grado de compactación en la morfología del recubrimiento y/o a diferencias presentes en la microestructura como consecuencia del uso de dicho aditivo.Item Movilización y reciclaje de nitrógeno durante la senescencia de espárragos verdes frescos (Asparagus officinalis) en condiciones de anaquel(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-07-11) Ramos Chang, Jorge Esteban; Cosio Caravasi, Eric GabrielEl Perú es uno de los mayores exportadores de espárragos a nivel mundial. Esta hortaliza genera anualmente más de 300 millones de dólares al país y, a diferencia de otros países exportadores, su producción se puede dar durante todo el año debido a nuestras condiciones climáticas. Los turiones (la parte comestible del espárrago), luego de ser cosechados, experimentan procesos bioquímicos que afectan su calidad y, en consecuencia, su aceptación en el mercado local e internacional. El estrés generado por la cosecha del turión pone en marcha un proceso de senescencia. Esta se caracteriza por un daño celular progresivo, la degradación de reservas nutritivas, la movilización de nutrientes y otros cambios bioquímicos. Uno de los objetivos principales de este proceso es la conservación y movilización de nitrógeno en forma de especies fácilmente transportables en tejidos vegetales. A pesar de que el turión se encuentra cosechado, la senescencia es parte de un programa metabólico automático en tejidos vegetales que han sufrido daño. El nitrógeno presente en las proteínas y los ácidos nucleicos es reciclado y se acumula inicialmente en forma de aminoácidos libres. Sin embargo, durante las etapas posteriores de este proceso también se libera amoniaco (compuesto tóxico para los tejidos). La acumulación de amoniaco y de ciertos aminoácidos indican un periodo de senescencia tardío y se ve reflejado en la apariencia del turión. Por lo tanto, la variación del contenido de estos compuestos en la zona de crecimiento del turión (punta) durante un periodo de tiempo nos puede ayudar a establecer bioindicadores del proceso de senescencia y comprender distintos cambios bioquímicos que el vegetal está experimentando. Este trabajo tuvo como objetivo el análisis de la variación del contenido de los aminoácidos involucrados directamente en el almacenamiento transitorio de nitrógeno para su translocación a otros órganos y en la generación de amoniaco como indicador de senescencia tardío en turiones cosechados. La evaluación se realizó durante 7 días a temperatura ambiente (21 °C) con el fin de recrear las condiciones usuales existentes en los puntos de venta. Para el análisis de aminoácidos y amoniaco se adaptó un método de separación por cromatografía líquida de alta resolución. Asimismo, se analizaron otros parámetros relacionados con la variación del contenido de los metabolitos mencionados, tales como la relación de carbono:nitrógeno y el contenido de agua y de proteínas.Item Identificación de compuestos volátiles de Alphitobius diaperinus y estudio de su sensibilidad antenal en función del sexo y la experiencia sexual(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-07-01) Mayorga Martino, Vanessa Jessenia; Mansurova, MadinaEl escarabajo Alphitobius diaperinus es una plaga principalmente de granjas avícolas que causa grandes pérdidas económicas en el sector agropecuario a nivel mundial. Esta plaga es portadora de virus, bacterias y hongos, que afectan la salud de las aves. Existen formas establecidas para combatir esta plaga; sin embargo, debido a los daños que causan algunas de estas, como los pesticidas, se buscan métodos de control más eficientes y con menor toxicidad. Una alternativa es el uso de feromonas de la plaga, compuestos químicos emitidos por el mismo insecto y detectados por medio de sus antenas, con los cuales se busca provocar un efecto en su conducta. El presente proyecto de tesis tiene como objetivo identificar los compuestos químicos volátiles producidos por A. diaperinus y evaluar la sensibilidad antenal del insecto frente a sus propios compuestos volátiles y a fracciones cromatográficas de estos. Para ello, se utilizó la cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas para la identificación y la técnica de electroantenografía para la evaluación de la sensibilidad antenal. Se obtuvo que la composición química varía dependiendo de su sexo y que la respuesta antenal está afectada por el sexo y la experiencia sexual de los insectos adultos. Se identificaron terpenos, alcoholes, ésteres, entre otros, los cuales se propone estudiar la respuesta antenal de estos compuestos para evaluar su poder atrayente y proponer, en un futuro, un control de esta plaga a partir de aquellos compuestos químicos.Item Elementos tóxicos en aguas y sedimentos de dos fuentes termales en la región Ayacucho: As, Hg, Pb, Cd, Al y Fe(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-12-05) Hoyos Fiorentini, Carlos Andrés; Gamboa Fuentes, Nadia RosaLas fuentes termales Pachapupum y Cceronta se ubican en la región de Ayacucho. Pachapupum es una formación concéntrica de material calcáreo, ubicada en la provincia de Huanca Sancos, y las fuentes termales se formaron naturalmente. Las aguas termales de Cceronta son un atractivo turístico abandonado, ubicado en el distrito y provincia de Lucanas. Los pobladores locales y los visitantes suelen aprovechar estas fuentes termales como balneario y se aplican emplastos de lodo, una práctica tradicional pero que representa un peligro latente relacionado a la exposición a elementos tóxicos tales como As, Hg, Cd y Pb, comunes en ese tipo de ambientes. Independientemente de la vía de absorción, pueden conllevar a problemas de salud debido a la imposibilidad del cuerpo humano de metabolizar elevadas concentraciones de dichos elementos químicos. Bajo las condiciones existentes en ambas fuentes termales y buscando contribuir con el bienestar de la población ayacuchana, se analizaron los niveles de As, Hg, Pb, Cd, Al y Fe ambientalmente disponibles en agua y sedimento por espectrometría de absorción atómica (AAS), tanto por el método de llamas (Pb, Cd, Al y Fe) como por el método de generación de hidruros (As y Hg). Se implementó el método de extracción ácida para las muestras de sedimentos. Se buscó determinar si los niveles de dichos elementos en las pozas termales implican un potencial riesgo para la salud de los usuarios de estos recursos naturales. Asimismo, se dispone a entregar esta información química a los pobladores de ambas localidades para que puedan considerar una mejor gestión sobre el uso de las termas por los bañistas. De los resultados obtenidos, aquel de mayor relevancia fue la elevada concentración de arsénico en ambas fuentes termales. La más contaminada es Cceronta con concentración de 4,185 ± 0,056 mg As/L de agua y 252,130 ± 4,498 mg As/kg de sedimento seco, mientras que para Pachapupum se determinó una concentración de 0,890 ± 0,012 mg As/L de agua y 273,552 ± 4,693 mg As/kg de sedimento seco. Estos valores superan los estándares establecidos por la ATSDR ya que a partir de valores de 0,014 mg As/kg se reportan problemas cardiovasculares y hepáticos, por lo que se recomienda a las autoridades encargadas de la localidad implementar un sistema de gestión, estableciendo el tiempo y la frecuencia del contacto de los usuarios con el agua y el sedimento de las fuentes termales con la finalidad de evitar peligros a la salud de las personas que hacen uso de las fuentes termales. En cuanto a los niveles de Pb, se detectaron niveles superiores a los estándares nacionales de calidad ambiental para agua (Decreto Supremo N° 004-2017-MINAM) en las aguas termales de Pachapupum (0,127 ± 0,005 mg/L), mientras que en Cceronta los valores estuvieron por debajo de los límites de detección y estándares nacionales (<0,048 mg/L). Se detectó niveles elevados de mercurio en el sedimento de Cceronta (0,698 ± 0,021 mg/kg de sedimento seco) según el marco legal canadiense, normativa que se toma como referencia debido a los niveles más estrictos que expresa en comparación con otras normativas internacionales y por su especificidad respecto a los efectos límites y efectos probables. Se encontraron concentraciones de cadmio por debajo de los límites de detección en las aguas termales de Pachapupum (<0,032 mg/L) y Cceronta (<0,032 mg/L). En cuanto a los niveles en el sedimento, tanto de Pachapupum (4,052 ± 0,058 mg/kg) como de Cceronta (1,828 ± 0,045 mg/kg de sedimento seco), sugieren la posibilidad de efectos adversos según la normativa de calidad de Canadá. Por último, se detectaron niveles muy elevados de Fe y Al tanto en Pachapupum como en Cceronta, siendo las concentraciones superiores en la matriz de sedimento, lo cual se explica por la misma geología del terreno. En Cceronta se detectaron 1701,096 ± 6,385 mg/kg de sedimento seco de Fe y 1052,015 ± 32,890 mg/kg de Al en el sedimento seco, mientras que en Pachapupum se detectaron 5249,216 ± 14,199 mg/kg de Fe y 5612,616 ± 130,405 mg/kg de Al en el sedimento seco. A partir de los resultados obtenidos en esta investigación, se recomienda no emplear para uso recreativo, y menos aún para ingesta, los recursos de las fuentes termales estudiadas debido a los niveles elevados de arsénico.Item Desarrollo de materiales para construcción aditiva a base de tierra estabilizada con polímeros disueltos en agua(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-11-10) Ñañez Azaña, Robert Erick; Nakamatsu Kuniyoshi, JavierLa industria de la construcción con cemento satisface las principales necesidades de la sociedad: vivienda, salud, transporte, educación, etc. Sin embargo, la producción industrial de cemento es altamente contaminante, representa cerca del 5% de las emisiones globales anuales de CO2. Por otro lado, la construcción con tierra ha sido empleada por las antiguas civilizaciones y actualmente se muestra como una alternativa sostenible y ecoamigable, ya que es un material económico, de fácil disponibilidad, que requiere poco procesamiento, es buen aislante térmico y permite controlar la humedad. A pesar de ello, la construcción con tierra suele tener poca resistencia mecánica y poca durabilidad frente a la erosión por agua. Para contrarrestar estos problemas, se pueden usar aditivos estabilizantes, como soluciones de biopolímeros como la quitosana o el alginato, y fibras naturales como las de sisal. La quitosana es un biopolímero derivado de la quitina, un polisacárido estructural que principalmente se extrae del caparazón de crustáceos. La quitosana es un copolímero compuesto de unidades de N-acetil-β-D-glucosamina y β-D-glucosamina, cuya proporción define el grado de desacetilación. El alginato, que se extrae de las algas pardas, es otro copolímero lineal, compuesto de unidades de β-D-manuronato y α-L-guluronato. Las fibras de sisal se extraen de la especie Agave sisalana. La solución acuosa de quitosana, la solución acuosa de alginato, y las fibras de sisal se emplearon como estabilizantes de las matrices de tierra en esta investigación. En este trabajo se desarrollaron matrices a base de suelo, solución de polímero y fibras de sisal que extruyan por un sistema de impresión 3D en estado fresco y que posean buena resistencia mecánica y durabilidad en estado endurecido. Se caracterizaron el suelo, la quitosana, el alginato y las fibras de sisal. Luego, se desarrollaron las dosificaciones óptimas de las matrices por extrusión con manga de repostería evaluando la calidad de los filamentos y el grado de contracción lineal durante el secado. Las matrices optimizadas fueron SF24, SQF29 (2%), SQF29 (3%) y SAF24 (2%). Se evaluó la resistencia mecánica y la durabilidad de estos filamentos en estado endurecido. Las matrices SQF29 (3%) y SAF24 (2%) mostraron una buena resistencia mecánica de 3,44 MPa y 2,95 MPa, respectivamente; mientras que las matrices SQF29 (2%) y SQF29 (3%) mostraron una buena durabilidad frente al agua en los ensayos de inmersión, permeabilidad y erosión acelerada. Finalmente, las matrices desarrolladas se validaron mediante el sistema de impresión 3D a escala mediana lográndose imprimir columnas pequeñas con diseños de flor con la matriz SF24 y torres cuadradas pequeñas con la matriz SQF29 (3%).Item Cribado molecular mediante RMN de inhibidores de TCMIP (potenciador de infectividad macrófaga de trypanosoma cruzi), factor de virulencia del agente etiológico de la enfermedad de Chagas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-03-24) Cevallos Lira, Marcelo; Lopez Smith, Juan ManuelLa enfermedad de Chagas es una patología endémica de América causada por el parásito Trypanosoma cruzi. Si bien esta enfermedad compromete la salud de millones de personas a nivel mundial, carece de tratamientos efectivos en su etapa crónica y se encuentra catalogada como una enfermedad tropical desatendida. Esta tesis se inscribe en un esfuerzo por desarrollar nuevos fármacos inhibidores de TcMIP (Potenciador de Infectividad Macrófaga de Trypanosoma cruzi), un factor de virulencia del parásito recientemente identificado como blanco terapéutico. TcMIP es una prolil cis/trans isomerasa de la familia de las FKBPs (FK506 binding proteins, por sus siglas en inglés) que participa en la transmigración del parásito por un mecanismo aún desconocido. No obstante, los ensayos de inhibición con fármacos no específicos de la familia de las FKBPs han demostrado que la inhibición de TcMIP reduce fuertemente la capacidad del parásito de infectar las células del huésped. En esta tesis se ha desarrollado un estudio de cribado molecular por RMN (Resonancia Magnética Nuclear) empleando diferentes experimentos, como STD, waterLOGSY y CSP por 1H-15N HSQC para evaluar la afinidad entre TcMIP y moléculas seleccionadas basadas en inhibidores conocidos de proteínas de la misma familia de TcMIP y en modelamiento computacional. Se encontraron nueve moléculas que presentan interacción con TcMIP, tres de las cuales son productos naturales. De esta manera, este estudio supone un primer paso en el diseño de fármacos inhibidores de TcMIP.Item Diseño, síntesis y caracterización de compuestos de coordinación de cobre (ii) derivados de estilbeno, afines a las placas amiloides, con potencial como agentes de radiodiagnóstico de Alzheimer(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-11-25) Uehara Oshiro, Diego Adrián; Salas Fernández, Paloma FrieddaEn el presente trabajo se presenta la síntesis y caracterización de tres nuevos complejos de coordinación de cobre de fórmula general Cu(L)1-3 con los ligandos tipo base de Schiff derivados del estilbeno. Estos complejos podrían ser considerados como potenciales agentes de radioimagen para el diagnóstico del Alzheimer por tomografía de emisión de positrones (PET), debido a la posible afinidad de los ligandos por las placas amiloides β. El radioisótopo de 64Cu es de interés en el desarrollo de radiofármacos empleados en PET, ya que presenta un tiempo de vida media y una energía de decaimiento β+ óptimos en comparación con otros radionúcleos. Asimismo, este ion metálico suele incorporarse de forma sencilla, rápida, y eficiente en radiofármacos. En ese sentido, este trabajo consiste en la síntesis, purificación y caracterización de complejos de 63Cu para sintetizar en un futuro los complejos de 64Cu y probar su actividad biológica en agregados fibrilares amiloides β. Los complejos de cobre (II) fueron sintetizados por el complejamiento entre el ion Cu(II) y los ligandos derivados del estilbeno. Estos ligandos se obtuvieron por una serie de pasos sintéticos que se inició con un acoplamiento de Heck entre un bromuro de arilo y un vinil benceno, el cual fue generado in situ por la deshidratación selectiva de un alcohol secundario. Posteriormente, se realizó la condensación con la amina para la obtención del ligando base de Schiff. Los ligandos derivados del estilbeno y los complejos de cobre fueron caracterizados por técnicas espectroscópicas de infrarrojo (FTIR), espectroscopía ultravioleta visible (UV-VIS), resonancia magnética nuclear (RMN), espectrometría de masas de alta resolución (HRMS) y difracción de rayos X (XRD).Item Elaboración y caracterización de esponjas de Alginato con uncaria tomentosa como aditivo para su Aplicación como apósito de heridas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2022-07-13) Donayre Serpa, Reynaldo Alonso; Nakamatsu Kuniyoshi, JavierLas heridas en la piel son una problemática con efectos cada vez más perjudiciales para las personas que las padecen. Esta afirmación es principalmente cierta para las heridas crónicas —heridas que no terminan del curar completamente y muestran procesos de inflamación permanentes—. Esto exige el diseño de apósitos de heridas que muestren respuestas más completas, que no solo contemplen la protección contra la infección, sino otros factores como la absorción efectiva de exudado y la capacidad antioxidante. En este trabajo se estudia el diseño de un apósito de heridas basado en una esponja de alginato que tenga incorporado los beneficios medicinales de un extracto de uña de gato. Como parte de este objetivo, se evalúan las mejores condiciones que permitan la obtención de una esponja con integridad, un buen volumen y una buena capacidad absorbente. Esta última característica fue medida mediante pruebas de hinchamiento a pH 5,5 y 7,5 (simulación de fluido de herida). También se estudia el procedimiento para la obtención del extracto de uña de gato, el cual se caracteriza en base a su contenido total de compuestos fenólicos —por medio de la prueba de Folin-Ciocalteu— y a su capacidad antioxidante equivalente al trolox (TEAC) por el método de ABTS. Por último, se evalúa la capacidad antioxidante por medio de ABTS de la esponja cargada con el extracto, lo que resulta en un apósito que presenta un capacidad alta y prolongada, con un porcentaje de inhibición máximo de aproximadamente 27,5%. Este porcentaje si se compara con el 12,5% de inhibición presentado por la esponja sin extracto, evidencia que se ha podido incorporar las propiedades antioxidantes del extracto a la esponja de alginato. El estudio tiene el valor agregado de trabajar con recursos naturales abundantes en nuestro país, lo que, con proyección a futuro, generaría un mayor impacto.