Química (Lic.)
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Item Síntesis de una pirimidobenzotiazina como potencial inhibidor de la inosina monofosfato deshidrogenasa en el tratamiento del dengue(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-12-09) Manrique Muñante, Rubén Eduardo; Maruenda Castillo, HelenaEl dengue es una enfermedad viral transmitida por los mosquitos Aedes aegypti y que se expande por diversas zonas tropicales del mundo. Se distribuye en la Amazonia del Perú y en algunas zonas de la costa, incluyendo Lima. Actualmente el dengue es considerado un problema de salud pública y no se han desarrollado vacunas que protejan al ser humano de los cuatro serotipos descubiertos. Por tal razón, los estudios giran alrededor del descubrimiento de fármacos para un tratamiento quimioterapéutico. A pesar de que existe poco interés en el mundo por el desarrollo de una quimioterapia eficiente contra esta enfermedad, la inhibición de la enzima inosina monofosfato deshidrogenasa (IMPDH) es una opción que está siendo explotada como una forma para combatir dicho mal. Estudios computacionales de Nair y colaboradores han reportado al ácido 1,2,3,4-tetrahidro-5-hidroxi-2,4-dioxo-1,3-bis(fenilmetil)-pirido[2,3-d]pirimidina-6-carboxilico como inhibidor de esta enzima. Aprovechando la experiencia que existe en la PUCP en cuanto a síntesis de compuestos tricíclicos se diseñaron cuatro posibles inhibidores (dos pirimidobenzotiazepinas y dos pirimidobenzotiazinas) de la IMPDH. Sobre la base de estudios realizados con el software Hyperchem, se propone sintetizar la 1,3-dibencil-7-cloro-1,5-dihidro-2H-pirimido[4,5-b][1,4]benzotiazina-2,4(3H)-diona (cuya estructura se muestra en la parte inferior) como precursora de la molécula con mayor potencial inhibidor de IMPDH de aquellas que fueron diseñadas. La ruta de síntesis seguida contempló reacciones de bromación, N-alquilación, adición-eliminación en atmósfera inerte y, finalmente, una reacción sucesiva (one-pot reaction) de condensación bajo atmósfera inerte. El protocolo seguido generó el potencial inhibidor tricíclico deseado, compuesto nuevo para la ciencia. Dicho compuesto fue caracterizado mediante espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN) y espectrometría de masas (MS).Item Investigación de los compuestos volátiles asociados al sabor del chocolate producido a partir del cacao “fino y de aroma” peruano(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-07-19) Michel Zavaleta, Stephanie Rose; Mansurova, MadinaEl sabor es una de las características más importantes del chocolate, además de ser un aspecto clave para determinar el precio que el consumidor está dispuesto a pagar. Actualmente, se han caracterizado dos tipos de granos de cacao según su perfil de sabor y aroma, (1) el ordinario y (2) el fino y de aroma (o FFC por sus siglas en inglés). El cacao fino y de aroma ha sido destacado frente al cacao ordinario por tener una gran variedad de sabores y presentar un perfil aromático suave, floral, frutal, a nueces y almendras. El objeto de estudio fue el chocolate fabricado en la empresa Theobroma Inversiones S.A.C, el cual fue elaborado a partir de granos de cacao fino y de aroma de la región de Piura– Perú, por lo que esta investigación se basó en identificar los compuestos químicos que son los responsables del sabor y aroma de estos chocolates, y de analizar el desarrollo de estos compuestos durante cada una de las etapas críticas de la manufactura del chocolate. Se lograron identificar once compuestos químicos que son los responsables del sabor del chocolate del norte del Perú en todas aquellas etapas donde el chocolate puede ser vendido, ya sea como la materia prima (cacao tostado o licor de chocolate) y producto final (barra de chocolate), mediante la técnica de separación de cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS). Se hizo una búsqueda bibliográfica de los sabores representativos de los once compuestos marcadores, y aún no se tiene información sobre el sabor de tres de estos compuestos, por lo que podría ser un inicio para investigar sobre el perfil organoléptico de estos tres compuestos químicos. Finalmente, se implementó un protocolo por espectrometría de masas acoplada a la fuente de ionización de análisis directo en tiempo real (DART-MS) para la identificación de chocolate según el contenido de cacao y para el monitoreo de cada una de las etapas claves de la manufactura del chocolate. Al conocer estos compuestos se puede comenzar a entender la química de la fabricación del chocolate peruano, siendo este el primer paso para poder perfeccionarla en los próximos años.Item Caracterización de compuestos epicuticulares del árbol Triplaris americana(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-05-31) Deustua Stahr, Jorge Emiliano; Cosio Caravasi, Eric GabrielTriplaris americana es un árbol de la familia de las poligonáceas que tiene una relación simbiótica mutualista con hormigas de la especie Pseudomyrmex triplarinus. Este árbol, que pertenece al grupo de mirmecofitas debido a su afiliación con hormigas, es defendido de herbívoros y parásitos por las hormigas mientras que éstas utilizan el árbol a su favor como nido para la colonia. Este tipo de relaciones simbióticas son sumamente interesantes para muchas áreas de la biología, especialmente para la ecología química y, por lo tanto, su estudio es relevante. Las ceras epicuticulares son compuestos lipofílicos que forman un revestimiento que cubre todas las partes aéreas de una planta y es fundamental para su supervivencia. Evitan que la planta sufra de una deshidratación descontrolada mientras que también defienden a la planta de patógenos, radiación UV, polvo y polen. Además, son el medio de señalización con el que las plantas interactúan con otras especies, especialmente insectos, mediante compuestos químicos que los insectos son capaces de detectar. El objetivo de esta tesis es estudiar la química de las ceras epicuticulares de Triplaris americana con la aspiración a comprender con más detalle la relación simbiótica entre Pseudomyrmex triplarinus y este árbol desde la perspectiva química. Para esto, se analizaron las ceras extraídas de hojas de Triplaris americana mediante métodos cromatográficos y espectroscópicos. El resultado fue un perfil de concentraciones relativas de compuestos altamente hidrofóbicos que provee información útil para un posterior análisis de su función en relación con la percepción de las hormigas.Item Recuperación de bisfenol-A a partir de policarbonato(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-05-27) Ortiz Rodríguez, Bruno Alonso; Nakamatsu Kuniyoshi, JavierEl uso de policarbonato como producto de consumo masivo a nivel mundial se ha incrementado considerablemente durante la última década. Esto lleva consigo una preocupante generación de desechos de dicho polímero. Por ello, se tiene un fuerte interés en desarrollar formas de reciclaje que permitan, no sólo reducir el problema de sus desechos, sino también recuperar el monómero que lo compone para que este pueda ser reutilizado. Para esto, se estudió la despolimerización de policarbonato de bisfenol-A con calentamiento convencional por metanólisis usando tolueno como co-solvente en un medio básico, en presencia de un agente reductor y bajo atmósfera de nitrógeno. Se evaluaron los efectos del tiempo de reacción, temperatura, uso del agente reductor y atmósfera de nitrógeno, el proceso de recuperación del monómero, la proporción de solventes frente al policarbonato, el uso de dos fuentes de policarbonato (bidones y discos compactos) y el cambio de co-solventes (acetona y acetonitrilo). Se alcanzó un rendimiento de recuperación del monómero bisfenol-A de hasta 90% luego de 3 horas de reacción usando tolueno como co-solvente. También se demostró la posibilidad de reemplazar el tolueno por acetona o acetonitrilo. Además, se demostró que se podía realizar la reacción mencionada usando calentamiento por microondas. En este caso, se demostró que no es necesario el uso de un co-solvente y se alcanzó rendimientos de recuperación de BPA de hasta 92% en menos de 10 minutos de reacción. También se evaluó el poder de hinchamiento de diversos solventes sobre el policarbonato. Los solventes evaluados se indican a continuación en orden descendente según su poder de hinchamiento: tolueno, acetato de etilo, acetona, acetonitrilo y metanol. La reacción de despolimerización de policarbonato por metanólisis en microondas demostró ser mucho más eficiente que por calentamiento convencional, ya que se obtiene un mayor o igual rendimiento en un menor tiempo y sin utilizar co-solventes.Item Identificación y validación de biomarcadores ómicos involucrados en el pronóstico de recurrencia bioquímica de cáncer de próstata(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-10-23) Espinoza Portocarrero, Miguel Arturo; Casado Peña, Fanny LysEl cáncer de próstata es la segunda neoplasia más común en la población masculina del mundo. El comportamiento clínico del cáncer de próstata localizado es muy variable; mientras que algunos casos tienen un tipo agresivo de cáncer que resulta en metástasis y muerte del paciente, otros tendrán un tipo indolente que se puede curar con terapias o monitorear cuidadosamente. Existen múltiples sistemas de estratificación de riesgo de mortalidad que usan parámetros clínicos, como los niveles de PSA y la Puntuación de Gleason. No obstante, estos criterios no pueden predecir adecuadamente el riesgo de recurrencia bioquímica. Los pacientes con cáncer de próstata no pueden ser dicotomizados con precisión en grupos de recurrencia bioquímica de bajo o alto riesgo mediante el uso de parámetros clínicos. Por este motivo se integró información genómica y clínica con el objetivo de identificar potenciales biomarcadores predictivos y generar firmas pronóstico que permitan una dicotomía más acertada de los pacientes. Se empleó una metodología de análisis estadístico predictivo de la recurrencia bioquímica utilizando genes relacionados con la regeneración de células madre de relevancia para la recurrencia bioquímica de cánceres, como la vía de señalización Wnt y la pluripotencia de células madre; y la contribución del parámetro clínico de la Puntuación de Gleason, de manera que se generó un firma pronóstico integrada. La firma integrada fue validada en cohortes independientes de pacientes disponibles en repositorios internacionales para ser dicotomizados en grupos de riesgo que puedan asociarse con un pronóstico bueno o malo. De esta manera, se tendrá un mejor pronóstico de los pacientes y la asignación adecuada de terapias para su tratamiento. Queda claro que el desarrollo y validación de nuevos biomarcadores para evaluar el pronóstico de recurrencia en cáncer de próstata contribuiría a mejorar la salud en la mayoría de los países independientemente de sus características sociales, económicas, culturales y epidemiológicas.Item Análisis químico de una obra de arte colonial en el Perú del siglo XVI con posible atribución a Bernardo Bitti(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-08-07) Arízaga Torres, Jhonatan Javier; Gonzales Gil, Patricia ElenaEl objeto de estudio de esta investigación fue una pintura sobre tabla titulada “El Señor de la Caída”, la cual forma parte del vasto patrimonio cultural del Perú. La pintura, propiedad de la iglesia San Pedro de Lima, es anónima, pero podría pertenecer a Bernardo Bitti, quien fue un artista de gran importancia en el proceso de evangelización del Perú y países vecinos a finales del siglo XVI. Se trabajó en la caracterización química de los materiales presentes en la obra mencionada. Por la naturaleza del objeto en estudio, estos análisis químicos tuvieron que ser no invasivos o microdestructivos. En una primera fase del estudio, se realizaron análisis in situ de la obra, usando fluorescencia de rayos X como técnica elemental y espectroscopía Raman como técnica molecular. Posteriormente, se tomaron radiografías de transmisión y fotografías de reflectancia infrarroja para investigar posibles detalles o esbozos ocultos a la vista. En base a la información obtenida, se tomaron micromuestras de zonas de la obra que requerían un estudio más detallado. Estas muestras fueron analizadas mediante diferentes técnicas. Se caracterizaron los pigmentos inorgánicos y el material de la base de preparación mediante microespectroscopía Raman y microscopía electrónica de barrido. Por otro lado, se analizaron los aglutinantes y resinas utilizados en la obra mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS), se identificó una laca orgánica mediante espectrometría de masas con ionización MALDI (MALDI-MS) y se propuso la presencia de material proteico a partir de los resultados de una tinción con Ponceau S. Los materiales identificados en la obra concuerdan con aquellos que se esperaría en una pintura sobre tabla del siglo XVI. En base al estilo de los personajes representados en la obra, es posible que más de un autor haya estado involucrado en su creación. No se puede determinar, sólo a partir de este estudio, si el artista principal fue Bernardo Bitti o algún contemporáneo a él, pero sí es un punto de inicio importante para poder investigar y entender mejor la técnica del autor (o autores) de la obra.Item Formación y caracterización de partículas de quitosana y alginato para encapsulamiento de agentes antioxidantes(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-08-07) Córdova Mariño, Diego Andrés; Nakamatsu Kuniyoshi, JavierExisten diversos tipos de biopolímeros presentes en la naturaleza que por lo general son biocompatibles y biodegradables como es el caso del alginato de sodio. Algunos incluso presentan propiedades antibacterianas como la quitosana que proviene de la quitina, presente en el exoesqueleto de los crustáceos e insectos. Asimismo, existen productos naturales que, por su composición química, presentan propiedades antioxidantes, por ejemplo, el aceite de oliva o el aceite de sacha inchi. Este último proviene de las semillas del fruto del sacha inchi autóctono de la región amazónica en Sudamérica. Por otro lado, se sabe que la microencapsulación es un proceso mediante el cual un gas, líquido o material sólido se rodea y queda encerrado por una pared polimérica porosa que contiene una sustancia activa y de esta forma se protege y se aísla del entorno para, posteriormente, liberarlo según sea necesario. El presente trabajo estudió la formación de microcápsulas de quitosana y alginato para encapsular compuestos antioxidantes provenientes de distintos tipos de aceites como el de soya, de oliva y de sacha inchi. Se formaron emulsiones de cada aceite a analizar y se varió la cantidad de surfactante. Se estudió la estabilidad de las emulsiones por un periodo de un mes. Luego, se caracterizaron por medio de la técnica ATR-FTIR. Posteriormente, se analizó la eficiencia de la encapsulación y su liberación con respecto al tiempo. Por último, se analizó la actividad antioxidante que presentaban los aceites, los polímeros y las microcápsulas por medio de una técnica de transferencia de electrones (ABTS).Item 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 JairUna 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).Item Obtención de quitosanas con alto grado de desacetilación(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-05-07) Cánepa Ivazeta, Jimmy Laurence; Nakamatsu Kuniyoshi, JavierLa quitina es el segundo polisacárido en abundancia en la naturaleza y a partir de ella se obtiene la quitosana, un polielectrolito catiónico cuando se disuelve en soluciones acuosas ácidas que es biodegradable, biocompatible, bacteriostático, antifúngico y tiene la capacidad para formar películas, fibras y matrices porosas ligeras. Así, la quitosana es un polímero natural interesante para aplicaciones en medicina, farmacia, alimentos, cosmética, agricultura, tratamiento de aguas, etc. La quitina se transforma en quitosana por medio de la desacetilación. El grado de desacetilación (DDA) indica la cantidad total de grupos acetamida convertidos en amina, lo que determina directamente sus propiedades (como solubilidad, basicidad, adsorción, entre otras), funcionalidad y, por tanto, las aplicaciones del polímero. En primer lugar, se desacetiló quitina (sólida y disuelta en base a baja temperatura) por calentamiento convencional y con microondas. En el primer método se evaluó el tiempo de reacción (entre 0,5 y 5 h), y en el segundo, el número de ciclos de reacción sin variar el tiempo neto de irradiación (10 min). En segundo lugar, se desacetiló quitosana por el método convencional cambiando la concentración de la base. Además, se realizó la desacetilación con microondas, con la variable del número de ciclos de irradiación, cada uno de 1,5 min. Finalmente, se compararon los métodos entre sí. Los resultados fueron evaluados en función al DDA, analizado por espectrometría infrarroja (FT-IR) y espectroscopia de resonancia magnética nuclear de protón (1H-RMN), y al peso molecular, cuantificado por cromatografía de permeación de gel (GPC) y viscosimetría capilar. En general, todos los resultados muestran que se produce la degradación del polímero durante la desacetilación. Sin embargo, los métodos con microondas y de quitina alcalina no son tan agresivos como el método convencional, de manera que reducen el rompimiento de las cadenas. Se logró obtener quitosanas totalmente desacetiladas (>99% DDA) y con relativamente alto peso molecular (>700 kDa).Item Estudio de la evolución del contenido en cobre de las monedas de "Sol de oro" acuñadas entre 1950 y 1965 en el Perú: redescubriendo crisis económicas(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-04-10) Sarango Ramírez, Marvin Kevin; Ortega San Martín, LuisLas monedas son una parte fundamental de la vida económica de todo país; tienen, generalmente, forma de disco y son fabricadas en aleaciones metálicas. Existen numerosos estudios sobre cambios composicionales de las monedas en periodos de crisis en muchos lugares del mundo, sobre todo en la antigüedad, pero se tiene escasa información en el caso de las monedas peruanas, a pesar de las constantes crisis económicas por las que el Perú ha pasado desde su fundación. El periodo comprendido entre los años 1950 y 1965 se caracterizó por el empleo de diferentes aleaciones de cobre en la acuñación de las monedas en circulación. En el plano económico, se caracterizó por dos crisis que influyeron en el precio del cobre. El objetivo principal de este trabajo fue la identificación y cuantificación (principalmente por medio de técnicas no destructivas) de los elementos que conforman las aleaciones empleadas en diversas monedas de “Sol de oro” acuñadas entre los años 1950 y 1965 y el seguimiento de su evolución temporal durante el periodo indicado para conocer si los eventos económicos del periodo quedaron reflejados en la composición de las mismas. En el presente trabajo, las monedas se lavaron con agua des-ionizada y jabón neutro en un baño de ultrasonidos y después fueron enjuagadas con etanol. Se optimizaron las condiciones de análisis por fluorescencia de rayos X (XRF) y las monedas se midieron usando una corriente de 1,3 µA, un voltaje de 40 kV y un tiempo de medida de 60s. El número de medidas por cada lado dependió del tipo de aleación. Se identificaron solo dos elementos en los espectros XRF en todas las monedas: cobre y cinc. De las áreas de las señales correspondientes a estos elementos se calculó la relación Cu/Zn para cada moneda. La relación Cu/Zn hallada muestra una tendencia a la reducción del contenido en cobre en las monedas de 1 y 2 centavos, con mínimos en 1954 y 1959. El resto de denominaciones no muestran una tendencia clara en la evolución de la relación Cu/Zn. La cuantificación se realizó por medio de espectroscopia de absorción atómica (AAS) de un número limitado de monedas. La concentración de cobre en peso determinada por AAS para las monedas de 1 y 2 centavos (fabricadas principalmente en cinc) mostró una buena correlación con la tendencia observada en las medidas de XRF. Sin embargo, los estudios de AAS en piezas de latón no se correlacionan con sus relaciones Cu/Zn de XRF. Se obtuvo una mejor correlación después de lijado de un conjunto de piezas de diferente denominación, pero no satisfactorio, por lo que no se calculó la concentración de estos metales en estas monedas. La correlación AAS/XRF observada en las monedas de 1 y 2 centavos ha permitido conocer que la concentración promedio de cobre anual en esas monedas se encuentra por debajo de lo estipulado por ley (5% ± 2) en casi todos los casos, con excepción de 1950, 1951, 1952 y 1955. Asimismo, los mínimos de concentración coinciden, temporalmente, con los dos periodos de crisis económica ocurridos en el Perú durante ese tiempo.