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La expansión de los nanomateriales ha permitido un gran desarrollo en el campo de los sensores, pudiendo llegar a límites de detección antes sólo accesibles para las técnicas más complejas y de mayor costo. En este campo se encuentran las nanopartículas de metales nobles, en especial, de oro y plata, que presentan unas propiedades ópticas muy especiales, ya que poseen unas bandas de extinción en el rango visible e infrarrojo cercano, que pueden modularse en función del material, la forma y el tamaño, entre otros. Dicha característica hace que cambios a su alrededor, como la interacción con un analito, induzcan una serie de cambios electromagnéticos que puedan ser detectados convirtiéndose en magníficos transductores. De hecho, su implementación en técnicas como la espectroscopía Raman (en lo que se conoce como SERS por sus siglas en inglés) permite una amplificación de la señal del orden de 108 veces actuando de este modo como potentes nanoantenas. Un aspecto clave es la selección del nanomaterial atendiendo a los factores que modulan las propiedades ópticas de este. Este trabajo plantea la síntesis de diversos tipos de nanopartículas de oro y plata con distintas formas y tamaños, que permitan el estudio de los distintos parámetros y su influencia en el aumento de las señales, para su posterior aplicación al desarrollo de un sensor de ácidos clorogénicos (CGAs) en solución. Esta familia de compuestos, han demostrado ser potentes antioxidantes y poseer propiedades muy beneficiosas para la salud. Los CGAs están presentes en algunos de los productos más importantes del Perú , destacando entre ellos el café y la papa. El contenido en CGAs en café depende de diversos factores como la variedad y procedencia del mismo, así como de los distintos procesos a los que se somete, principalmente del tostado. Todo esto lo convierte en un buen candidato para que su estudio pueda ser implementado en el desarrollo de nuevas técnicas para los procesos de control de calidad.
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La alta toxicidad de la ocratoxina A (OTA) en alimentos y las limitaciones de los métodos analíticos hasta ahora empleados en la detección de esta toxina generan una gran necesidad por desarrollar método alternativos que sean sensibles, rápidos y que faciliten la detección y cuantificación de OTA en alimentos, a fin de asegurar la calidad de los productos y desarrollar medidas correctivas donde se necesitara.
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La contaminación de aguas por mercurio (Hg) y cianuro (CN-) es un problema ambiental grave que amenaza la ecología y la salud pública debido a la alta toxicidad de estos contaminantes. En el Perú, este es un problema especialmente importante debido al empleo irresponsable de estos químicos en la minería aurífera ilegal. Este proyecto busca desarrollar un método de cuantificación portátil para estos contaminantes empleando nanopartículas de oro (AuNPs) como sensores. Para esto, se adaptarán sensores de absorción (colorimétricos) basados en la agregación y el consiguiente acoplamiento plasmónico de AuNPs reportados en la literatura a un esquema de detección ratiométrica basado en dispersión Rayleigh de resonancia (DRR) empleando un espectrofluorímetro de laboratorio. Se espera que estos nóveles sensores DRR posean una sensibilidad equivalente a la de un sensor de fluorescencia y por tanto superior a la de sus equivalentes de absorción, tal como se ha observado para sensores DRR de otras especies químicas. A continuación, se aprovecharán los mínimos requerimientos instrumentales de un sensor DRR para implementar un espectroscopio portátil que permita realizar análisis in situ de aguas contaminadas en regiones remotas. Las características analíticas del método basado en el instrumento portátil se optimizarán y compararán con aquellas del método de laboratorio.
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Manipular las propiedades ópticas de los materiales a nanoescala permite el desarrollo y la optimización de métodos analíticos de identificación y cuantificación de sustancias. Los últimos avances científico-tecnológicos nos permiten diseñar, sintetizar y fabricar nanoestructuras metálicas que actúen como transductores ópticos, capaces de identificar de manera eficiente el contenido de diversas sustancias de interés. Particular interés reciben las nanoestructuras de oro, cuyas propiedades ópticas pueden ser moduladas y actuar como antenas amplificadoras en el rango visible e infrarrojo cercano. Estas pueden luego ser integradas a métodos óptico-analíticos como la espectroscopía Raman- técnica conocida como la espectroscopía Raman amplificada en superficie (SERS, en inglés). Diversos grupos han diseñado nanoantenas metálicas que optimicen las señales Raman para identificar analitos, y en algunos casos cuantificarlos. Sin embargo, la falta de reproducibilidad en la síntesis de las nanoantenas, acompañado por las diferentes fuentes de excitación monocromática de los sistemas Raman y la heterogeneidad de las muestras a analizar, ha dificultado el diseño de un sistema universal y cada aplicación es tratada de manera independiente. Este trabajo plantea la síntesis de nanotriángulos de oro, optimizados para el sistema Raman de laboratorio y su implementación en el método de detección del contenido de trigonelina en solución. Este alcaloide, apreciado por sus potenciales propiedades terapéuticas contra la diabetes y enfermedades relacionadas al sistema nervioso central, es considerado un marcador de calidad en diversos productos agroindustriales (café, cacao, quinua, lentejas, garbanzos y soya, entre otros) y es importante desarrollar métodos alternativos eficientes que faciliten su detección y, potencialmente, puedan ser implementados en los procesos de control de calidad.
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La contaminación de aguas por mercurio (Hg) y cianuro (CN-) es un problema ambiental grave que amenaza la ecología y la salud pública debido a la alta toxicidad de estos contaminantes. En el Perú, este es un problema especialmente importante debido al empleo irresponsable de estos químicos en la minería aurífera ilegal. Este proyecto busca desarrollar un método de cuantificación sensible, selectivo y de bajo costo para estos contaminantes empleando nanopartículas de oro (AuNPs) como sensores. Para esto, se adaptarán sensores de absorción (colorimétricos) basados en la agregación y el consiguiente acoplamiento plasmónico de AuNPs reportados en la literatura a un esquema de detección ratiométrica basado en dispersión Rayleigh de resonancia (DRR) empleando un espectrofluorímetro de laboratorio. Se espera que estos nóveles sensores DRR posean una sensibilidad equivalente a la de un sensor de fluorescencia y por tanto superior a la de sus equivalentes de absorción, tal como se ha observado para sensores DRR de otras especies químicas. La continuación de este proyecto permitirá la aplicación del método al análisis de muestras acuosas complejas (i.e., agua de ríos contaminados) y su implementación en un espectroscopio portátil para análisis químicos in situ de aguas contaminadas.
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La alta toxicidad de ocratoxina A (OTA), micotoxina presente en diversos cereales y alimentos agro-industriales, ha generado que las autoridades alimentarias en el mundo establezcan medidas estrictas para controlar los máximos niveles de permitidos en alimentos, sobretodo en café, a fin de proteger a los consumidores. Existe por tanto un gran interés a nivel global por el desarrollo de métodos analíticos eficientes que permitan la rápida y fácil detección de OTA. Las propiedades fisicoquímicas de las nanoestructuras metálicas permiten detectar de manera selectiva y a bajas concentraciones una gama de moléculas. Al ser materiales con una extensa área superficial, químicamente manipulable, y con propiedades ópticas altamente sensibles a las sustancias que los rodean se convierten en candidatos idóneos para el desarrollo de nuevos sistemas de detección. El presente trabajo busca preparar dos nanosensores ópticos, uno de ellos bajo la forma de coloides suspendidos y otro soportado sobre una plataforma sólida, que faciliten la determinación del contenido de OTA. En ambos casos la superficie de oro metálico será modificada con receptores moleculares conocidos como aptámeros. Mediante un análisis colorimétrico y de los espectros Raman de los nanosensores, se construirá una curva de calibración de soluciones estándar de OTA que permitan evaluar ambos sensores y validar un novedoso método analítico cuantitativo. Finalmente se analizará la posible implementación de la técnica en la detección de OTA en muestras de café. Se estima que esta metodología posea límites de detección potencialmente comparables o mejores a los métodos validados internacionalmente para cuantificar OTA en muestras de café y pueda ser, en un futuro cercano, implementada en análisis rutinarios que garantice la calidad de nuestros granos de café y promueva su exportación.
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Síntesis y funcionalización de nanopartículas magnéticas con polímeros termosensibles para la liberación controlada mediante hipertermia magnética, de un fármaco incluido en la estructura del polímero. Las nanopartículas también se funcionalizan con anticuerpos para aumentar la selectividad del método. El proyecto abarca desde la fase de síntesis de las nanopartículas y la funcionalización de las mismas hasta las pruebas in vitro e in vivo.
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Funcionalización de placas multipocillos para mejora de la detección de mediante ensayos ELISA
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