Giménez Ingalaturre, Ana Cristina
Laborda García, Francisco Carlos (dir.) ; Abad Álvaro, Isabel (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2023
Resumen: El incremento del número y tipos de resistencias a antimicrobianos es uno de los mayores retos de salud pública a nivel mundial y una amenaza para mantener la eficacia de muchos de los antibióticos usados hoy en día. Las nanopartículas metálicas pueden ser una alternativa a estos antibióticos, ya que, al no unirse a
receptores específicos de las bacterias, se dificulta que éstas desarrollen resistencias a las nanopartículas. En este sentido, la combinación de nanopartículas metálicas con antibióticos convencionales es una estrategia que aprovecha estas ventajas, así como la aparición de efectos sinérgicos antibiótico-nanomaterial.
La selección adecuada de los nanomateriales utilizados como antimicrobianos implica conocer las transformaciones físicas y químicas que experimentan en su interacción con los microorganismos, con especial atención a las formas químicas en las que se encuentran y actúan sobre los mismos. En este contexto surge la necesidad del desarrollo de estrategias innovadoras basadas en métodos analíticos
que permitan la detección, caracterización y cuantificación de nanopartículas en los ensayos microbiológicos y en los propios microrganismos. Debido a la complejidad de las muestras, estas estrategias implican el uso de varios métodos analíticos complementarios. En esta Tesis Doctoral se ha desarrollado y aplicado una
plataforma analítica basada en espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo (ICP-MS) para obtener información sobre la identificación y cuantificación de nanopartículas de plata y especies derivadas de las mismas en cultivos microbiológicos. Para ello, previamente se ha desarrollado un enfoque
armonizado en relación con la detección de partículas individuales en ICP-MS (SPICP- MS). Asimismo, se ha evaluado y validado la técnica de SP-ICP-MS como método de screening para la detección de nanopartículas y se ha aplicado a la detección de partículas metálicas en muestras alimentarias. Además, se ha desarrollado una estrategia que permite evaluar la validez de la información cuantitativa obtenida mediante SP-ICP-MS, validándose a través de su aplicación en el análisis de muestras complejas.
El modo de análisis de partículas individuales mediante ICP-MS puede aplicarse tanto a partículas de naturaleza inorgánica u orgánica como a distintos tipos de biopartículas (células, bacterias, microalgas, levaduras), denominándose en este último caso detección de células individuales (SC-ICP-MS). La metodología y estrategias desarrolladas en SP-ICP-MS se han aplicado en SC-ICP-MS haciendo uso de sistemas de introducción de muestra específicos para el análisis de biopartículas. La validez de la información obtenida mediante SC-ICP-MS se ha evaluado mediante una estrategia análoga a la aplicada en SP-ICP-MS.
Estas técnicas analíticas basadas en el uso de ICP-MS en combinación con técnicas complementarias como cromatografía hidrodinámica (HDC) y microscopía electrónica, se han aplicado a la detección y cuantificación de plata en cultivos de bacterias E. coli incubadas con plata iónica, nanopartículas de plata, antibióticos convencionales y distintas combinaciones de antibiótico-plata. Se han determinado especies de plata en los medios de cultivo y en los microrganismos, así como la biodistribución de la plata en estos últimos. A partir de la información obtenida mediante SP-ICP-MS, SC-ICP-MS, HDC-ICP-MS, microscopía electrónica y la determinación de los efectos bactericidas de la plata (I) y de las nanopartículas de plata, así como de los efectos sinérgicos tras su combinación con un antibiótico convencional, se han justificado los posibles mecanismos de la actividad bactericida individual y sinérgica de estos antimicrobianos.
Resumen (otro idioma):
receptores específicos de las bacterias, se dificulta que éstas desarrollen resistencias a las nanopartículas. En este sentido, la combinación de nanopartículas metálicas con antibióticos convencionales es una estrategia que aprovecha estas ventajas, así como la aparición de efectos sinérgicos antibiótico-nanomaterial.
La selección adecuada de los nanomateriales utilizados como antimicrobianos implica conocer las transformaciones físicas y químicas que experimentan en su interacción con los microorganismos, con especial atención a las formas químicas en las que se encuentran y actúan sobre los mismos. En este contexto surge la necesidad del desarrollo de estrategias innovadoras basadas en métodos analíticos
que permitan la detección, caracterización y cuantificación de nanopartículas en los ensayos microbiológicos y en los propios microrganismos. Debido a la complejidad de las muestras, estas estrategias implican el uso de varios métodos analíticos complementarios. En esta Tesis Doctoral se ha desarrollado y aplicado una
plataforma analítica basada en espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo (ICP-MS) para obtener información sobre la identificación y cuantificación de nanopartículas de plata y especies derivadas de las mismas en cultivos microbiológicos. Para ello, previamente se ha desarrollado un enfoque
armonizado en relación con la detección de partículas individuales en ICP-MS (SPICP- MS). Asimismo, se ha evaluado y validado la técnica de SP-ICP-MS como método de screening para la detección de nanopartículas y se ha aplicado a la detección de partículas metálicas en muestras alimentarias. Además, se ha desarrollado una estrategia que permite evaluar la validez de la información cuantitativa obtenida mediante SP-ICP-MS, validándose a través de su aplicación en el análisis de muestras complejas.
El modo de análisis de partículas individuales mediante ICP-MS puede aplicarse tanto a partículas de naturaleza inorgánica u orgánica como a distintos tipos de biopartículas (células, bacterias, microalgas, levaduras), denominándose en este último caso detección de células individuales (SC-ICP-MS). La metodología y estrategias desarrolladas en SP-ICP-MS se han aplicado en SC-ICP-MS haciendo uso de sistemas de introducción de muestra específicos para el análisis de biopartículas. La validez de la información obtenida mediante SC-ICP-MS se ha evaluado mediante una estrategia análoga a la aplicada en SP-ICP-MS.
Estas técnicas analíticas basadas en el uso de ICP-MS en combinación con técnicas complementarias como cromatografía hidrodinámica (HDC) y microscopía electrónica, se han aplicado a la detección y cuantificación de plata en cultivos de bacterias E. coli incubadas con plata iónica, nanopartículas de plata, antibióticos convencionales y distintas combinaciones de antibiótico-plata. Se han determinado especies de plata en los medios de cultivo y en los microrganismos, así como la biodistribución de la plata en estos últimos. A partir de la información obtenida mediante SP-ICP-MS, SC-ICP-MS, HDC-ICP-MS, microscopía electrónica y la determinación de los efectos bactericidas de la plata (I) y de las nanopartículas de plata, así como de los efectos sinérgicos tras su combinación con un antibiótico convencional, se han justificado los posibles mecanismos de la actividad bactericida individual y sinérgica de estos antimicrobianos.
Resumen (otro idioma):
Pal. clave: química analítica ; espectroscopia de masas
Titulación: Programa de Doctorado en Ciencia Analítica en Química
Plan(es): Plan 487
Área de conocimiento: Ciencias
Nota: Presentado: 13 07 2023
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2023
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Registro creado el 2024-10-22, última modificación el 2024-10-22
