Desarrollo de las nuevas metodologías analíticas que incorporan la nanotecnología en procesos (Bio)Químicos de medida.
- Autores: Mohamed Bouri
- Directores de la Tesis: Mohammed Zougagh (dir. tes.), Angel Ríos Castro (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Castilla-La Mancha ( España ) en 2014
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Francesc Xavier Rius Ferrus (presid.), Rosa del Carmen Rodríguez Martín-Doimeadios (secret.), Belkheir Hammouti (voc.)
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: RUIdeRA
- Resumen
El desarrollo de la Nanociencia y Nanotecnología (N&N) ha provocado un nuevo marco dentro de la ciencia y la tecnología. La Química Analítica ha experimentado, al igual que otras áreas de la ciencia, un gran cambio gracias a las necesidades y oportunidades que proporciona la Nanociencia y Nanotecnología Analíticas. La Nanotecnología se está demostrando cada vez más como un aliado poderoso de la Química Analítica para que alcance sus objetivos, así como para la simplificación de los procesos analíticos. Por otra parte, las necesidades informativas derivadas de la creciente actividad nanotecnológica abren un nuevo y apasionante campo de actuación para la Química Analítica. No cabe duda de que los nanomateriales (NMs) en su amplia variedad de opciones (ej. puros/compuestos, nanopartículas/material nanoestructurado, nanocapas, etc) son, en el momento actual, el campo de acción más relevante de la Nanoquímica y de la Ciencia de los Materiales. La síntesis, desarrollo y caracterización de nanomateriales es clave para otras áreas tales como la Nanobiotecnología (Nanomedicina), la Energía, la Nanoelectrónica, Nanodispositivos y Sensores. Las áreas de aplicación específicas son muy variadas: bienes de consumo, cosmética, impresión, empaquetado, catalizadores, agroalimentación, construcción, automoción, aeronáutica, entre otros [1]. Por una parte, el crecimiento exponencial del empleo de nanopartículas (NPs) en la industria que esta teniendo lugar en los últimos años provoca y demanda la aparición de métodos de análisis en la nanoescala para la caracterización y análisis de productos, control medioambiental y estudios toxicológicos. Por otra parte, la posibilidad del empleo de nanopartículas con propiedades excepcionales permite el desarrollo de nuevas estrategias de análisis o mejora de las ya existentes, para el control analítico de compuestos de interés medioambiental, alimentario, clínico o toxicológico. En este sentido se ha contribuido en la integración de los diferentes tipos de nanomateriales en diferentes etapas de los procesos analíticos explotando de sus propiedades excepcionales (ópticos, magnéticos, eléctricos, etc.) desarrollando estrategias novedosas y mejorando las características analíticas (exactitud, precisión, sensibilidad, la selectividad, la rapidez y el coste). . Contenido de la investigación En este contexto, se emplearon diferentes tipos de NPs en diferentes etapas del proceso analítico y realizando nuevas contribuciones. Se ha desarrollado un artículo de carácter bibliográfico que es una recopilación sobre NPs magnéticas (MNPs) donde se demuestra las ventajas del empleo de las MNPs como herramienta analítica para la mejora de la preparación de muestra. El estudio muestra que los MNPs representan un prospecto importante en la nanotecnología analítica, ya que se pueden aislar fácilmente mediante el uso de un imán y debido a su capacidad de adsorción y a la posibilidad de funcionalización, mostrando un gran potencial para su empleo en el contexto de la química analítica [2]. Basándonos sobre la capacidad de este material sorbente se llevo a cabo el desarrollo de herramientas novedosas en el contexto de las técnicas de extracción en fase sólida en las formas de polímeros magnéticos de impronta molecular y nanopartículas magnéticas recubiertas con líquidos iónicos, con vistas a incrementar la selectividad y sensibilidad de las medidas, aumentando el contacto entre el material magnético y los analitos mediante interacciones especificas o selectivas con los analitos de interés, obteniendo buenos resultados comparados con las obtenidos con otras técnicas convencionales que usan las SPE comerciales. Por otra parte los nanotubos de carbono han llamado la atención de los investigadores como nuevo material sorbente que ha proporcionado una gran capacidad de retención de diferentes compuestos y de eliminación de los contaminantes orgánicos y inorgánicos in muestras del medio ambiente [3], con este material se desarrolló un proceso de limpieza de muestras de té y extracción de aminoácidos mediante nanotubos de carbono. Igualmente se ha demostrado que el sistema CE-ELSD proporciona una herramienta simple, robusta y barata para la separación y detección de aquellos analitos que no contienen cromoforos sin necesidad de una etapa de derivatización. El desino y desarollo y análisis de NPs para aplicaciones especificas y demandas sustanciales queda inmaduro sin caracterización bien precisa del tamaño y de la estructura. por ello, la caracterización del tamaño de las NPs es uno de las temas de tendencia en la actualidad, porque las propiedades físicas y químicas dependen del tamaño [4] y para la evaluación del nanotoxicidad [5], que volvió un tema alarmante debido al uso excesivo y inconsciente de los NMs. La nanotecnología in sus ventajas y sus claros riesgos de salud y del medioambiente asociados, el designo inteligente de los NMs y dispositivos es necesario de tirar de sus ventajas y limitar sus adversos impactos. En este contexto, un interface para el acoplamiento del electroforesis apilar y el detector evaporativo de dispersión de luz se desarollo y se ha utilizado con éxito para la separación de los hidratos de carbono. Este sistema instrumentales fue establecido y utilizado con éxito para la caracterización y la separación del tamaño de las NPs de oro (AuNPs), y que puede ser considerado como una técnica complementaria y / o competitiva para la caracterización de NMs. El área de superficie y su alta reactividad química, junto con su eficiencia catalítica, excelente capacidad de adsorción y las propiedades ópticas, hacen que las AuNPspresentan uno de los excelentes candidatos para el uso en todo el proceso analítico. La capacidad para unirse a ligandos específicos en su superficie aumenta la selectividad y la sensibilidad de los métodos analíticos. Estas nanoparticulas se pueden utilizar como una plataforma capaz de su modificación con el fin de mejorar la sensibilidad, rapidez y el tiempo de respuesta y proporcionar una señal más estable [6]. Se llevo a cabo la síntesis y aplicación, con fines analíticos, nanopartículas de oro modificadas con moléculas quirales para la determinación del exceso enantiomerico mediante la técnica de dicroísmo circular. Así que el desarollo y validación de un método selectivo, rápido y sensible para la determinación de la cisteína en formulaciones farmacéuticas por fluorescencia molecular. . Conclusión La aparición y el desarrollo de la nanotecnología se ha creado un nuevo marco para la ciencia y la tecnología. En este sentido, este trabajo tiene como objetivo el desarrollo de nuevas metodologías basadas en la nanotecnología para la medición (bio) procesos químicos. Los métodos desarrollados han demostrado gran interés analítico de los métodos desarrollados y con un aspecto de la innovación y la mejora de los métodos de análisis en términos de rapidez, sensibilidad y eficiencia, mediante la explotación de las propiedades excepcionales de diferentes nanomateriales utilizados, en comparación con los métodos convencionales existentes y su aplicación al análisis de diversos tipos de muestras, tales como agua, orina, té y formulaciones farmacéuticas.
