Química (Mag.)
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Item Identificación de compuestos volátiles en las plagas de la papa: Phthorimaea operculella (Lepidopotera: Gelechiidae) y Premnotrypes fractirostris (Coleoptera: Curculionidae)(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024) Lizana Córdova, Carlos Alberto; Martel Gora, Carlos GabrielLa papa, Solanum tuberosum, es un cultivo de gran importancia en la economía local peruana, ya que es la principal fuente de ingresos para miles de productores y una de las fuentes de carbohidratos más importantes en la alimentación de la población local. Sin embargo, su cultivo se ve expuesto a factores ambientales que ponen en riesgo su productividad. Por ejemplo, existen plagas de insectos que ocasionan una reducción de la producción de papa de hasta un 100%. La polilla Phthorimaea operculella y el gorgojo de la papa Premnotrypes fractirostris, son plagas que frecuentemente afectan los cultivos de papa en las zonas de los Andes centrales y pueden generar daños de entre el 20 y 90%, cuando no son controladas adecuadamente en cosecha y post cosecha, bajando la calidad del producto y generando pérdidas económicas. Una solución altamente utilizada es el uso de pesticidas. Sin embargo, esto genera problemas medio ambientales y en la salud humana por su toxicidad y bioacumulación. Una alternativa es la atracción mediante el uso de químicos atractivos producidos por las mismas plagas (e.g. las feromonas sexuales), las cuales son amigables con el medio ambiente y son altamente específicos. La presente tesis tiene como objetivo identificar compuestos volátiles, potencialmente feromonales, los cuales son producidos por adultos de diferente sexo y estado sexual de Ph. operculella y Pr. fractirostris. Paraello, se criaron en laboratorio los insectos y se colectaron sus compuestos volátiles, los cuales fueron analizados a través de cromatografía de gases acoplada a espectrómetro de masas. Entre los compuestos volátiles producidos por ambas especies se pudo identificar alcanos, alcoholes, ácidos grasos, acetatos, ésteres, entre otros. Cada especie tiene un patrón particular de compuestos volátiles. Si bien, no se detectaron diferencias en emisión de compuestos volátiles entre machos y hembras dentro de cada especie, si se registraron diferencias entre individuos con diferente experiencia sexual en Ph. operculella y en compuestos cuticulares en Pr. fractirostris.Item Análisis y caracterización de los bioproductos a partir de jengibre peruano (Zingiber officinale) obtenidos usando tecnología supercrítica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-11-18) Arcos Alcívar, Hugo Lenin; Robles Caycho, Juana Rosa MariaEl jengibre peruano (Zingiber officinale) es utilizado con propósitos medicinales, por sus propiedades antinflamatorias, antioxidantes, antivirales y mejora la respuesta inmune inespecífica de los gingeroles y shogaoles entre otros, obtenidos por procesos de deshidrogenación y reducción. El objetivo de este trabajo es desarrollar un método basado en cromatografía líquida acoplado a espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS) para determinar las condiciones óptimas de extracción de los compuestos de interés, tales como el gingerol, que se encuentran presentes en el jengibre. De esta manera ofrecer una solución técnica para mejorar la identificación de gingeroles (y diferenciar sus productos de descomposición) utilizando diferentes fuentes de ionización. Donde se llegó a la conclusión de que las mejores condiciones para la extracción de hidrocarburos fenólicos sesquiterpénicos, como los gingeroles (6-, 8-, y 10-), del jengibre utilizando la tecnología de fluidos supercrítico, es a las condiciones de 45 ºC y 200 psi, así como 50 ºC y 150 psi; siendo esta última la que permite extraer con mayor facilidad 6-Shogaol. Este resultado fue confirmado por ESI-MS, APPI-MS, LC-APPI-MS/MS, y por absorbancia UV. Se identificaron, entre numerosas fracciones obtenidas de la extracción, aquellas ricas en los aceites esenciales deseados (T45P200 y T50P150), las cuales fueron caracterizadas con éxito. Este trabajo de investigación es un producto del proyecto del Proceso integrado de obtención de bioproductos a partir de jengibre peruano (Zingiber officinale) utilizando tecnología supercrítica y su aplicación como aditivo en la industria alimentaria en el marco del contrato No. 156-2020- FONDECYT, financiado por PROCIENCIA-CONCYTEC.Item Síntesis, caracterización y evaluación de propiedades bactericidas (E.coli, B.subtilis) y fungicidas (A. ochraceopetaliformis) de nanopartículas de ZnO dopadas con cobre y plata(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-10-30) Jacinto Rodriguez, Fatimah Nery; Guzmán Córdova, Maribel GiovanaEl presente trabajo ha tenido como objetivo principal sintetizar y caracterizar nanopartículas de óxido de zinc dopadas con cobre (ZnO:Cu) y plata (NPs ZnO:Ag) y sin dopar (NPs ZnO) para determinar la diferencia de la capacidad bactericida y fungicida de dichos materiales frente a las bacterias E. coli, B. subtilis y el hongo A. ochraceopetaliformis. La síntesis de las NPs ZnO dopadas y sin dopar fueron realizadas mediante la técnica de coprecipitación con un reactivo alcalino (NaOH) y soluciones iónicas como la fuente del metal correspondiente. Los materiales sintetizados fueron caracterizados mediante técnicas de espectroscopia ultravioleta-visible (UV-Vis), difracción de rayos X (DRX), microscopia electrónica de barrido y espectroscopía de energía dispersiva de rayos X (SEM-EDS), microscopia electrónica de transmisión (TEM) y espectroscopia Raman. La espectroscopía UV-Vis mostró que el pico de máxima absorbancia de las nanopartículas sintetizadas se encontró en el rango de 378 a 388 nm, la técnica de caracterización por DRX evidenció la correcta formación del ZnO en forma de zincita, y el tamaño de cristal resultante se encontró en el rango de 37 nm y 48 nm. Los análisis por SEM demostraron la formación de aglomerados de las NPs, mientras que los análisis por EDS confirmaron la presencia de Zn, O, Ag, Cu dependiente del tipo de nanopartículas. El análisis por TEM permitió evidenciar que las nanopartículas sintetizadas presentaban formas esféricas y que los diámetros de nanopartícula promedio oscilaban entre los 19.56 nm a 45.54 nm, el análisis por espectroscopía Raman confirmó la presencia del pico del ZnO a 437 cm-1 confirmando la estructura hexagonal del compuesto. Con respecto a los análisis microbiológicos, las NPs de ZnO:Cu presentaron una elevada actividad fungicida. Las NPs de ZnO: Ag mostraron una moderada actividad bactericida frente a la cepa E. coli, y una baja actividad bactericida frente a la cepa B. subtilis. Por lo tanto, en este estudio se logró sintetizar y caracterizar nanopartículas de ZnO, tanto puras como dopadas con plata y cobre, y se verificó su potencial para aplicaciones antimicrobianas y fungicidas.Item Degradación de surfactantes tipo alquilfenol etoxilados (APEOs) mediante oxidación avanzada utilizando fieltro de grafito modificado con hierro(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-09-04) Juárez Cahuana, Ritcher; Kong Moreno, Maynard JorgeEn esta tesis se reportan los resultados de la degradación de nonilfenol etoxilado (NPEO), un derivado de la etoxilación de alquilfenoles, el cual es utilizado en la industria química, textil y pinturera como agente de humectación, antiespumante y principalmente como modificador de tensión superficial. Se ha comprobado mediante diversos estudios que los alquilfenoles etoxilados (APEOs) son considerados disruptores endocrinos y por ende su uso está restringido. Sin embargo, actualmente se continúan utilizando en países en vías de desarrollo como el Perú, debido a que no hay ninguna regulación u normativa que restrinja su uso. En el marco de la tesis, la degradación del NPEO se realizó mediante el proceso electro-Fenton empleando fieltros de grafito (FG) modificados con hierro como electrodos. Esta modificación se llevó a cabo por el método de impregnación vía húmeda, para la cual se utilizó una sal de hierro en medio ácido. La caracterización de los FG se completó mediante SEM-EDS y DRX. Para monitorear la degradación del NPEO, se utilizó la determinación de la DQO debido a que indica la cantidad de oxígeno necesaria para oxidar las sustancias orgánicas presentes en una muestra y está directamente vinculada con la concentración de NPEO. En el caso de muestras acuosas de 150 ppm de NPEO, se logró remover cerca del 99% del valor inicial de la demanda química de oxígeno (DQO) al emplear los electrodos modificados con hierro (goetita) mientras que, el mismo tratamiento con los electrodos no modificados logró eliminar el 83% del valor inicial de DQO. Finalmente, estos ensayos realizados sobre muestras de agua residual industrial removieron cerca del 60% del valor inicial de DQO al utilizar los electrodos modificados con hierro.Item Elemental and isotope characterization of the Lithium-rich Tuff from the Macusani Volcanic Field, Puno, Peru(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-08-09) Ramirez Briones, Johan Santiago; Torró i Abat, LisardLas tecnologías ecoeficientes, en particular las baterías recargables de iones de litio, han provocado un aumento en la demanda de litio. El Proyecto de Litio Falchani, ubicado en el Campo Volcánico Neógeno de Macusani en el sureste del Perú es de tipo volcanogénico y contiene uno de los recursos de este metal más significativos a nivel mundial. El recurso de litio se aloja principalmente en la denominada Toba Rica en Litio, una lutita tobácea que se encuentra intercalada entre las unidades de Brecha Superior y Brecha Inferior, también ricas en litio. El objetivo principal de esta tesis es la caracterización geoquímica (elemental e isotópica) de la Toba Rica en Litio, con un enfoque principal en la petrogénesis del magma parental y las modificaciones post-depositacionales. La composición de elementos mayores y traza de la Toba Rica en Litio difiere de la de las tobas de flujo piroclástico reportadas previamente en el Campo Volcánico de Macusani. En cambio, se asemeja a la composición de obsidianas altamente evolucionadas y fuertemente peraluminosas conocidas como macusanita. La Toba Rica en Litio muestra la signatura geoquímica distintiva de granitos peraluminosos ricos en metales raros y pegmatitas de Li-Cs-Ta (LCT), con altos contenidos de F, Sn, W y otros metales raros como Nb, Ta, Li y Cs, además de un marcado empobrecimiento en Zr, Th, Y, tierrars raras (REE) y Sr en comparación con ejemplos arquetípicos de granitos peraluminosos con moscovita (MPG). De acuerdo a modelización geoquímica, los magmas parentales de la Toba Rica en Litio contenían aproximadamente un 15-30% de contribución de líquidos mantélicos istotópicamente similares a basaltos potásicos-ultrapotásicos del Mioceno tardío en la región. El restante 70-85% se atribuye a derivación/asimilación de paragneises proterozoicos y paleozoicos y/o metapelitas paleozoicas. El enriquecimiento temprano en elementos incompatibles en los magmas parentales de la Toba Rica en Litio se explica en parte por asimilación de metapelitas paleozoicas y cristalización fraccionada simultánea (AFC). Sin embargo, procesos metasomáticos en una etapa tardía pre-eruptiva, en presencia de fluidos exsueltos de un reservorio magmático rico en volátiles y altamente fraccionado, fueron clave para el enriquecimiento extremo en Li, Be, Rb, Nb y Ta. Dicho enriquecimiento, por lo tanto, no estuvo relacionado con procesos de alteración in-situ post-depositacionales conectados a la formación de arcillas y zeolitas.Item Análisis y determinación de las propiedades farmacológicas de una serie de complejos de cobre (Cu) con potencial para ser agentes de radiodiagnóstico del Alzheimer(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-04-23) Valderrama Núñez, Silvia Rosy; Salas Fernández, Paloma FrieddaEl diagnóstico definitivo del Alzheimer se realiza mediante estudios post mortem de cerebros de pacientes, no obstante, en los últimos años ha sido posible aplicar técnicas como la tomografía de emisión de positrones (PET) para realizar imágenes de radiodiagnóstico de esta enfermedad. Esta técnica en particular emplea radioisótopos como el carbono-11 y flúor-18; sin embargo, el corto tiempo de vida media de estos limita en gran medida su uso. Debido a ello, se propone usar cobre-64 como radioisótopo emisor de positrones, pues posee un tiempo de vida media más prolongado, además de que es un metal amigable con las funciones biológicas del cuerpo humano. El objetivo del presente trabajo de investigación ha sido analizar y determinar las propiedades farmacológicas de una serie de complejos de cobre (II) con potencial para ser agentes de radiodiagnóstico del Alzheimer por PET. Se propuso analizar cualitativamente el perfil de estabilidad cinética y termodinámica de complejos de cobre previamente sintetizados en nuestro grupo de investigación, como etapa previa a su radiomarcado y posible uso como agente de imagen PET. Para estos análisis se utilizaron técnicas rutinarias y de relativo alcance como la espectroscopía UV – Vis, que permite, entre otros análisis, el uso de ligandos de competencia presentes en mayor medida en el cuerpo, en comparación con los complejos estudiados. Así, se estudió la estabilidad termodinámica y cinética de una serie de complejos de cobre (II) derivatizados con grupos afines a las placas amiloides, dentro de los cuales destacan los complejos derivados de resveratrol y algunos complejos funcionalizados a partir de benzotiazoles, pues son los que demostraron ser los más estables dentro de los análisis realizados. Los complejos restantes o bien no pudieron ser analizados debido a que presentaban problemas de solubilidad en el medio o demostraron tener reducida estabilidad al disociarse en metal y ligando durante los análisis realizados.Item Desarrollo de un dispositivo de ensayo de flujo lateral basado en nanotriángulos de oro y aptámero-horquilla para la detección de CEA por métodos ópticos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-04-16) Licuona Puma, Mary Carmen; Hernández García, YulánEl cáncer es una enfermedad mortal que, según la Organización Mundial de la Salud (OMS), se considera la segunda causa de muerte en el mundo. Se recomienda enfocarse en la detección temprana y el tratamiento para reducir la mortalidad por cáncer. Por lo tanto, es crucial explorar nuevas tecnologías basadas en marcadores tumorales que puedan implementarse en pruebas de detección temprana para el diagnóstico de la enfermedad. Uno de estos biomarcadores tumorales de proteínas es el antígeno carcinoembrionario (CEA), una glicoproteína cuya concentración es un signo bien establecido de cáncer colorrectal, entre otros, y de metástasis. Los métodos convencionales para la detección de CEA son los inmunoensayos. Los inmunoensayos, basados en el uso de anticuerpos, son fundamentales en ensayos clínicos no invasivos. Entre ellos, destaca el ensayo de flujo lateral (LFA), que utiliza una membrana de nitrocelulosa con anticuerpos específicos para el análisis de muestras. Aunque son económicos y eficaces, los inmunoensayos tienen limitaciones, como la sensibilidad de los anticuerpos a cambios de pH y temperatura. Los aptámeros, oligonucleótidos selectivos, al ser más estables y económicos, han surgido como alternativa para detectar antígenos, ofreciendo mayor versatilidad y menor costo. Entre ellos, por aptámeros horquilla destacan por su cambio conformacional al entrar en contacto con el antígeno, siendo una opción prometedora para el reconocimiento molecular. En este trabajo se desarrolló un nanoaptasensor basado en nanotriángulos de oro (AuNTs) con un λmax de 785 nm, los cuales fueron modificados con un aptámerohorquilla selectivo para CEA. Se estudió el pretratamiento del aptámero previo a la funcionalización, y se estabilizó el nanoaptasensor utilizando distintos agentes de relleno, como 2’-deoxiadenosin-5’-trifosfato disódico (dATP), el ácido 3-mercaptopropiónico (MPA) y cadenas de polietilenglicol tiolado con dos grupos funcionales diferentes (HS-PEG(7)-OMe y HS-PEG(8)-COOH). En los ensayos preliminares de detección de CEA en solución (0, 5 y 10 μg/mL), se evaluaron los nanoaptasensores preparados. Posteriormente, se llevó a cabo la optimización de las tiras de flujo lateral utilizando nanotriángulos con un λmax de 1100 nm. Se consideraron parámetros como el pretratamiento de la almohadilla de conjugado, el medio del nanoaptasensor, el running buffer y el tipo de nitrocelulosa. Después de la optimización, se evaluó el desempeño del nanoaptasensor basado en los AuNTs con una λmax de 785 nm, modificados con el aptámero-horquilla y dATP, el cual mostró los mejores resultados en los ensayos preliminares en solución. La detección de CEA se probó con distintas concentraciones del biomarcador (0,18, 45, 90, 180 y 1800 ng/mL) mediante la técnica LFA. Además, se estudiaron los ensayos LFA mediante colorimetría y SERS. Los resultados indicaron que el nanoaptasensor permitió discernir concentraciones de CEA en el rango de 90 ng/mL mediante colorimetría, y concentraciones de hasta 4.5 ng/mL por SERS.Item Evaluación de la remoción de metales pesados utilizando la cianobacteria nostoc sp como alternativa de bioadsorbente(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-04-03) Rojas Damián, Cinthia Vanessa; Guzman Cordova, Maribel GiovanaEn el Perú, como en la mayor parte del mundo, la actividad minera ha significado una fuente de grandes beneficios como generación de empleos e infraestructura, permitiendo el desarrollo de las comunidades y poblaciones aledañas, pero a la vez ha ocasionado problemas ambientales. Muchos de los residuos mineros llegan a los cuerpos de agua contaminándolas con metales pesados como el arsénico, cadmio, mercurio, plomo, entre otros. Para tratar el problema de la afectación de los cuerpos de agua se han propuesto procesos de remediación químicos, físico y biológicos. Sin embargo, muchos de ellos poseen diversas desventajas sus altos costos, su instalación, la accesibilidad del método, entre otros. Por tal razón la biorremediación o remediación biológica, es la mejor manera para eliminar y/o reducir agentes contaminantes del medio ambiente. Este trabajo propone la remoción de metales tales como el Cd y Cu por medio de la cianobacteria Nostoc sp. Se plantea su uso porque además de ser de fácil accesibilidad, es una alternativa biológica y amigable con el medio ambiente. La cianobacteria se une a los metales por medio de complejos, transportándolos a lugares de la célula donde no son tóxicos, produciendo así la disminución de la concentración de estos elementos tóxicos.Item Evolución del potencial de óxido-reducción para predecir la eficiencia de ozonización de coliformes termotolerantes en efluentes terciarios en una planta de tratamiento de aguas residuales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-02-06) Alayo Atoche, Oscar Ricardo; Kong Moreno, Maynard JorgeEn esta investigación se analiza la evolución del potencial de oxidación-reducción (ORP) y parámetros fisicoquímicos como oxígeno disuelto, pH, turbidez, sólidos disueltos totales, conductividad electrolítica, entre otros, con el fin de predecir la calidad de aguas residuales in situ, durante un proceso de desinfección con ozono, relacionándolos con parámetros microbiológicos como la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), la demanda química de oxígeno (DQO), así como el contenido de coliformes totales y coliformes termotolerantes. Estos estudios se realizaron sobre efluentes terciarios de la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) de SEDAPAL en Cieneguilla (Lima, Perú). Dentro de este proceso de ozonización, los resultados del ORP muestran un comportamiento particular frente al contenido de coliformes termotolerantes. Se propone un modelo matemático para correlacionar el ORP con el contenido de coliformes termotolerantes (actividad microbiana), logrando un enfoque semicuantitativo. Estas mediciones de ORP podrían utilizarse como indicador in situ para predecir la calidad de las aguas residuales tratadas con ozono. En condiciones de dosis de ozono de 13.33 mg/L y después de 30 minutos de ozonización, el ORP aumenta consistentemente por encima de 390 mV, logrando así valores aceptables para el contenido de coliformes termotolerantes dentro de los límites máximos permisibles (LMP) establecidos para efluentes en plantas de tratamiento de aguas residuales domésticas o municipales (según el Ministerio del Ambiente de Perú), incluso para muestras iniciales de hasta 5.400.000 NMP/100 mL de coliformes termotolerantes antes de que comience el proceso de desinfección.Item Estudio de la diversidad de semillas y ácidos grasos de Plukenetia huayllabambana y Plukenetia volubilis (Sacha inchi) de la amazonía peruana(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-05-26) Quispe Jacobo, Fredy Enrique; Cosio Caravasi, Eric GabrielEl estudio de la diversidad de las semillas y ácidos grasos de 21 muestras recolectadas en las regiones de Amazonas, Huánuco, Junín, Loreto, San Martín y Ucayali, de las dos principales especies cultivadas de sacha inchi en la Amazonía peruana, Plukenetia huayllabambana y Plukenetia volubilis revela que su identificación y trazabilidad se puede realizar teniendo en cuenta características morfológicas de las semillas, además de las propiedades fisicoquímicas y perfiles de ácidos grasos de los aceites crudos. Los análisis exploratorios de conglomerados y componentes principales realizados en las semillas de P. huayllabambana y P. volubilis revelaron diferencias entre las dos especies. El análisis de conglomerados en P. volubilis identificó cinco (05) agrupaciones que representan la diversidad de las semillas en las regiones de Huánuco, Junín, Loreto, San Martín y Ucayali. Los análisis de las propiedades fisicoquímicas en los 21 aceites crudos cuyos rendimientos estuvieron entre 29,07 y 42,97 % mostraron según dendrograma y análisis de componentes principales (PCA) cinco (05) agrupaciones de las cuales un (01) conglomerado pertenece a P. huayllabambana. Correlaciones significativas se encontraron entre la altitud de la zona productora con los contenidos de aceite crudo obtenido por prensado y grasa total con solvente. Las evaluaciones de ácidos grasos en los 21 aceites crudos de sacha inchi revelaron diferencias en su contenido de ácido palmítico, ácido esteárico, ácido cis-vaccénico, ácido linoleico, ácido linolénico, ácido eicosenoico, ácidos grasos saturados, ácidos grasos monoinsaturados, ácidos grasos poliinsaturados y relación omega-3/omega-6. El estudio identificó, según la relación omega-3/omega-6, semillas de sacha inchi con contenidos sobresalientes de omega-3, con relaciones superiores a 1,70 en Amazonas (P. huayllabamabana), Huánuco y San Martín (P. volubilis); relaciones intermedias entre 1,00 y 1,70 para San Martín, Junín, Loreto, y Ucayali, todos correspondientes a P. volubilis; y relaciones menores a 1 en la región San Martín (P. volubilis). El dendrograma y análisis de componentes principales identificó tres (03) agrupaciones para las 11 variables evaluadas de ácidos grasos y sus parámetros. Estas variables a través del análisis de conglomerados y componentes principales, permitieron identificar la diversidad en los 21 aceites crudos de sacha inchi, cinco (05) agrupaciones, identificando al conglomerado (V) como P. huayllambana de los fundos de Cochamal de la región Amazonas, y los otros pertenecientes a P. volubilis. Correlaciones de los ácidos grasos y sus parámetros con la altitud de la zona productora revelaron correlaciones significativas con el ácido palmítico, cis-vaccénico, linolénico y la relación omega-3/omega-6, sugiriendo fuertemente que su expresión es afectada por su origen y factores ambientales durante el crecimiento y producción de semilla.