Domínguez García, Mario
Galbán Bernal, Francisco Javier (dir.) ; De Marcos Ruiz, Susana (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2025
Resumen: Los principales objetivos de la tesis son, por un lado, desarrollar métodos ópticos enzimáticos para la detección de alcaloides del tropano (AT) en disolución y en sensores colorimétricos clásicos; y por el otro, ampliar el campo de aplicación de los métodos analíticos basados en la generación in-situ de nanomateriales a reacciones enzimáticas que utilizan NAD como cofactor.
Estos objetivos se desarrollan ampliamente entre el Capítulo 4 y el 10 de esta tesis de la siguiente forma:
-Capítulo 4: Se realizó un estudio de caracterización de la enzima Tropinona Reductasa (TRasa), clave en la ruta de degradación de los AT. Se estudió su cinética en presencia de los sustratos tropina y escopina, estableciendo modelos matemáticos para entender su comportamiento. Además, se optimizaron las condiciones experimentales para desarrollar un método en disolución que permita la determinación de atropina, escopolamina y ambos analitos de forma conjunta, mediante la medida de la señal del NADH generado.
-Capítulo 5: Se diseñó un sensor colorimétrico basado en la reacción enzimática del capítulo anterior acoplada a una reacción con un colorante. Se estudiaron tanto la viabilidad de emplear soportes sólidos de celulosa para inmovilizar los reactivos como la optimización de las condiciones experimentales para mejorar la sensibilidad y especificidad del sensor. Su aplicación en muestras reales demostró su potencial como herramienta de detección de AT.
-Capítulo 6: Se llevó a cabo una revisión bibliográfica acerca de los nanomateriales de oro empleado como indicadores en reacciones enzimáticas, centrándose en el mecanismo de interacción entre la enzima y el nanomaterial.
-Capítulo 7: Se investigó la generación de nanopartículas puras (Au) y mixtas (Au-Pt) mediada por NAD(P)H, analizando su formación y caracterización. Se desarrolló un modelo matemático que explica la cinética de formación de estas nanopartículas y se llevaron a cabo unos primeros estudios de sustitución del NAD(P)H por cofactores sintéticos.
-Capítulo 8: A partir de los resultados anteriores, se desarrolló un método para la determinación de atropina basado en la generación enzimática de nanopartículas de Au y Pt. Se evaluó la aplicación del método en muestras de alimentos y se trató de inmovilizar el sistema de reacciones sobre soportes de celulosa.
-Capítulo 9: Se estudiaron las posibilidades que ofrecen los tectómeros para el desarrollo de nanosensores mediante la optimización de un sensor que permita la determinación de tiramina por generación in-situ de nanopartículas de oro y su posterior aplicación al sistema de reacciones optimizado para el análisis de AT.
-Capítulo 10: Se realizaron unos primeros estudios en el desarrollo de metodologías que permitan la detección de los precursores de los AT: la putrescina y su aldehído; mediante la optimización de sensores colorimétricos y basados en la generación de nanopartículas de oro. Además, se estudió su aplicación en envases inteligentes de cara a futuros estudios.
La tesis demuestra que los biosensores enzimáticos y los sistemas basados en nanomateriales son herramientas prometedoras para la detección rápida de AT. Estos desarrollos sientan las bases para futuras investigaciones en sensores enzimáticos aplicados a otros contaminantes alimentarios y compuestos de interés biomédico.
Resumen (otro idioma):
Estos objetivos se desarrollan ampliamente entre el Capítulo 4 y el 10 de esta tesis de la siguiente forma:
-Capítulo 4: Se realizó un estudio de caracterización de la enzima Tropinona Reductasa (TRasa), clave en la ruta de degradación de los AT. Se estudió su cinética en presencia de los sustratos tropina y escopina, estableciendo modelos matemáticos para entender su comportamiento. Además, se optimizaron las condiciones experimentales para desarrollar un método en disolución que permita la determinación de atropina, escopolamina y ambos analitos de forma conjunta, mediante la medida de la señal del NADH generado.
-Capítulo 5: Se diseñó un sensor colorimétrico basado en la reacción enzimática del capítulo anterior acoplada a una reacción con un colorante. Se estudiaron tanto la viabilidad de emplear soportes sólidos de celulosa para inmovilizar los reactivos como la optimización de las condiciones experimentales para mejorar la sensibilidad y especificidad del sensor. Su aplicación en muestras reales demostró su potencial como herramienta de detección de AT.
-Capítulo 6: Se llevó a cabo una revisión bibliográfica acerca de los nanomateriales de oro empleado como indicadores en reacciones enzimáticas, centrándose en el mecanismo de interacción entre la enzima y el nanomaterial.
-Capítulo 7: Se investigó la generación de nanopartículas puras (Au) y mixtas (Au-Pt) mediada por NAD(P)H, analizando su formación y caracterización. Se desarrolló un modelo matemático que explica la cinética de formación de estas nanopartículas y se llevaron a cabo unos primeros estudios de sustitución del NAD(P)H por cofactores sintéticos.
-Capítulo 8: A partir de los resultados anteriores, se desarrolló un método para la determinación de atropina basado en la generación enzimática de nanopartículas de Au y Pt. Se evaluó la aplicación del método en muestras de alimentos y se trató de inmovilizar el sistema de reacciones sobre soportes de celulosa.
-Capítulo 9: Se estudiaron las posibilidades que ofrecen los tectómeros para el desarrollo de nanosensores mediante la optimización de un sensor que permita la determinación de tiramina por generación in-situ de nanopartículas de oro y su posterior aplicación al sistema de reacciones optimizado para el análisis de AT.
-Capítulo 10: Se realizaron unos primeros estudios en el desarrollo de metodologías que permitan la detección de los precursores de los AT: la putrescina y su aldehído; mediante la optimización de sensores colorimétricos y basados en la generación de nanopartículas de oro. Además, se estudió su aplicación en envases inteligentes de cara a futuros estudios.
La tesis demuestra que los biosensores enzimáticos y los sistemas basados en nanomateriales son herramientas prometedoras para la detección rápida de AT. Estos desarrollos sientan las bases para futuras investigaciones en sensores enzimáticos aplicados a otros contaminantes alimentarios y compuestos de interés biomédico.
Resumen (otro idioma):
Pal. clave: química analítica ; espectroscopia de absorción ; alcaloides ; biosíntesis
Titulación: Programa de Doctorado en Ciencia Analítica en Química
Plan(es): Plan 487
Área de conocimiento: Ciencias
Nota: Presentado: 27 06 2025
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2025
Aportación del TFG/M a la Sostenibilidad: Garantizar las pautas de consumo y de producción sostenibles.
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Registro creado el 2025-09-17, última modificación el 2025-09-17
