Departamento de Química - Tesis Doctoradohttp://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/1512024-03-15T10:47:08Z2024-03-15T10:47:08ZChemistry on interstellar ices: binding energy distributions and synthesis of prebiotic molecules.Bovolenta, Giuliahttp://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/116122023-12-07T06:03:27Z2023-01-01T00:00:00ZChemistry on interstellar ices: binding energy distributions and synthesis of prebiotic molecules.
Bovolenta, Giulia
Ice mantles covering dust grains are important drivers of surface chemistry in the interstellar medium. This thesis aimed to establish a comprehensive framework for accurately determining parameters, such as binding energies and transition state barriers, essential for understanding the formation of prebiotic species in that environment. The focus on binding energies is motivated by their role in dictating desorption rates from ice mantle surfaces, while transition state barriers are essential for calculating reaction rates between adjacent molecules. The research explored the impact of an amorphous solid water (ASW) surface on these parameters, constructing accurate ASW ice models and employing high level electronic structure theory methods. Various ASW ice models, including a set of amorphized water clusters and a large periodic ASW surface, were generated using ab initio molecular dynamics and Machine-Learning Potentials techniques, and characterized in terms of dangling-H atoms, as they constitute important catalytic sites, where adsorption and reaction preferentially occur. The DFT model chemistries used for binding energy evaluation and reactivity studies, were carefully benchmarked using small water clusters with respect to a CCSD(T)/CBS reference value, in order to obtain highly accurate energy values for the proposed ASW models. To automate the computation of binding energies on realistic ASW models, a Binding Energy Evaluation Platform (BEEP) was build, driven by the idea that binding energies on amorphous surfaces are best described by distributions. This multi-binding approach paired with accurate determination of binding energies, resulted to have a significant impact on astrophysical observables, particularly on the position of snow-lines in protoplanetary disks. Additionally, the analysis of binding modes of reactants in a Strecker synthesis of glycine, revealed that not all adsorption motives facilitate the necessary reactive encounters. Therefore, a multi-binding approach constitutes a more comprehensive starting point for the study of reactivity on ASW surfaces. The second main objective of the thesis was to investigate the role of ASW in reactions associated to the Strecker synthesis of glycine using the multi-binding approach as a starting point. Accordingly, each reaction pathway was explored using DFT methods in a varied set of reactive sites with different morphological characteristics, as offered by realistic ASW ice models. Transition states of the different reaction paths were optimized and characterized together with a detailed analysis of the reaction mechanisms by means of obtaining a Intrinsic Reaction Coordinate (IRC) profile. The results indicate that, depending on the nature of the catalytic site, significant variations of the reaction mechanisms occur. Notably, water-assisted proton transfer reactions shifted from concerted to step-wise, displaying lower energy barriers, which might provide viable synthetic routes at extremely low temperature (<10 K). The research concluded that a viable route exists under interstellar conditions for the first stage of Strecker’s synthesis, the nucleophilic addition of ammonia and formaldehyde yielding the product aminomethanol. Such result, coupled with the analysis of the binding energy values calculated for the species, suggests that the aminomethanol is present on the surface of interstellar ice mantles. Therefore, the fact that the species has not been observed in the interstellar medium, might be related to difficulties in its spectroscopic identification. However, the second stage of the synthesis, the dehydration of the aminomethanol, posed challenges, impacting the validity of the Strecker synthesis as a viable pathway for amino acid formation in extremely cold interstellar regions.; Las capas de hielo que cubren los granos de polvo son promotores importantes de química de supercie en el medio interestelar. Esta tesis tuvo como objetivo establecer un marco integral para determinar con precisión parámetros como las energías de unión y las barreras de estado de transición, esenciales para comprender la formación de especies prebióticas en ese entorno. El enfoque en las energías de unión está motivado por su papel en dictar las razón de desorción de las superficies desde las capas de hielo, mientras que las barreras de estado de transición son esenciales para calcular las tasas de reacción entre moléculas en sitios adyacentes. La investigación exploró el impacto de una superficie de agua sólida amorfa (ASW) sobre estos parámetros, construyendo modelos rigurosos de hielo ASW y empleando métodos de teoría de estructura electrónica de alto nivel. Se generaron varios modelos de hielo ASW, incluyendo un set de clusters de agua y una superficie periódica amorfa de gran tamaño, utilizando tecnicas de dinámica molecular ab initio y Machine learning potentials. Los modelos de hielo se caracterizaron en términos de átomos de hidrógeno colgantes (dangling-H), ya que esos constituyen sitios catalíticos importantes donde la adsorción y la reacción ocurren preferentemente. Los métodos DFT utilizados para la evaluación de la energía de unión y los estudios de reactividad, se calibraron cuidadosamente utilizando pequeños clusters de agua en relación con un valor de referencia CCSD(T)/CBS, con el fin de obtener valores de energía altamente precisos para usarse con los modelos propuestos de ASW. Para automatizar el cálculo de las energías de unión en modelos realistas de ASW, se construyó una Plataforma de Evaluación de Energía de Enlace (BEEP), basada en la idea de que la energía de unión de las especies adsorcionadas sobre superficies amorfas está mejor descrita mediante distribuciones. Este enfoque de tipo multi-unión, junto con la determinación rigurosa de las energías de unión, tuvo un impacto significativo en observables astrofísicos, tal como en la posición de los frente de sublimación (snow-line) en discos protoplanetarios. Además, el análisis de los modos de enlace de los reactivos en una síntesis de Strecker de glicina reveló que no todos los motivos de adsorción facilitan los encuentros reactivos. Por lo tanto, un enfoque multi-unión constituye un punto de partida más completo para el estudio de la reactividad en superficies de ASW. El segundo objetivo principal de la tesis fue investigar el papel de ASW en reacciones asociadas a la síntesis de Strecker de glicina utilizando el enfoque multi-unión como punto de partida. En consecuencia, se exploró cada paso de reacción utilizando métodos DFT en un conjunto variado de sitios reactivos con diferentes características morfológicas, ofrecido por el modelo más realista de hielo ASW. Los estados de transición de los diferentes pasos de reacción se optimizaron y caracterizaron junto con un análisis detallado de los mecanismos de reacción mediante la obtención de un perfil de Coordenada de Reacción Intrínseca (IRC). Los resultados indican que, dependiendo de la naturaleza del sitio catalítico, se producen variaciones significativas en los mecanismos de reacción. Notablemente, las reacciones de transferencia de protones asistidas por agua pasaron de ser concertadas a ser en varios pasos (step-wise), mostrando barreras de energía menores, lo que podría proporcionar rutas sintéticas viables a temperaturas extremadamente bajas (<10 K). La investigación concluyó que existe una ruta viable bajo condiciones interestelares para la primera etapa de la síntesis de Strecker, la adición nucleofílica de amoníaco y formaldehído dando el producto aminometanol. El resultado, junto con el análisis de los valores de energía de unión calculados para las especies, sugiere que el aminometanol esté presente en la superficie de las capas de hielo interestelares. Por lo tanto, el hecho de que la especie no se haya observado en el medio interestelar hasta ahora, podría estar relacionado con dificultades en su identificación espectroscópica. Sin embargo, la segunda etapa de la síntesis, la deshidratación del aminometanol, presentó desafíos, afectando la validez de la síntesis de Strecker como una ruta viable para la formación de aminoácidos en regiones interestelares extremadamente frías.
Tesis presentada para optar al grado de Doctorado en Ciencias con mención en Química.
2023-01-01T00:00:00ZDifusión y unión de CO2 en la enzima Crotonil-CoA Carboxilasa-Reductasa mediante simulaciones de dinámica molecular.Gomez Llanos, Aharon Ignaciohttp://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/112112023-11-10T22:12:16Z2023-01-01T00:00:00ZDifusión y unión de CO2 en la enzima Crotonil-CoA Carboxilasa-Reductasa mediante simulaciones de dinámica molecular.
Gomez Llanos, Aharon Ignacio
El CO2 es uno de los gases de invernadero más importantes y su acumulación en la atmósfera se asocia con el cambio climático. La fijación de este gas mediante enzimas para la generación de compuestos orgánicos de valor agregado presenta un desafío actual en la biocatálisis. La Crotonil-CoA Carboxilasa-Reductasa (Ccr) es una de las enzimas más eficientes en la fijación de CO2 presentando la mayor constante de velocidad catalítica y siendo además insensible a la presencia de oxígeno, a diferencia de RuBisCO, que es la enzima responsable de la fijación de CO2 para la generación de biomasa. En esta tesis se estudiaron los cambios conformacionales de Ccr para comprender la alta eficiencia de esta enzima. Ccr es un homo tetrámero que en presencia de NADPH y análogos de sustrato (sustrato, producto de carboxilación o reducción), modifica su conformación diferenciándose desde una estructura completamente simétrica a un dímero de dímeros. Cada uno de estos dímeros posee una subunidad abierta sin sustrato y una cerrada con sustrato donde ocurre la reacción. Su gran eficiencia catalítica estaría asociada a los cambios conformacionales dando origen a una reactividad parcial de sitios. Se realizaron simulaciones de dinámica molecular para estudiar cambios conformacionales de Ccr y la unión de CO2 sobre ella. Se desarrolló un método para analizar el efecto de la conformación de la subunidad sobre la concentración de CO2 en el sitio activo y así, definir sitios de unión para esta molécula. Adicionalmente se desarrolló un procedimiento que permite cuantificar el tiempo de residencia promedio de la molécula de CO2 en los sitios de unión definidos previamente. Con la información conjunta de cambios conformacionales, unión y residencia de CO2 en el sitio activo, se propuso un mecanismo catalítico para la enzima. En primer instancia se llevaron a cabo simulaciones de dinámica molecular para determinar las conformaciones de equilibrio del sistema, así como posibles cambios de estas en solución acuosa. Estas simulaciones mostraron que la presencia del sustrato, en su posición reactiva, mantiene la conformación cerrada del sitio activo. En ausencia del sustrato la subunidad presenta un cambio conformacional de apertura en la escala de decenas de nanosegundos. Se ha encontrado que existen tres residuos conservados (E151, N218 y N157) en enoil-CoA carboxilasas-reductasas (ECRs) del metabolismo primario presentes en Ccr. Al comparar con ECRs de metabolismo secundario, estos residuos no se encuentran presentes y su actividad catalítica es en promedio 20 veces más lenta. Estos residuos están en la interfaz entre ambos dímeros y se encuentran muy alejados del sitio activo. Al perturbar la interacción de estos residuos a través de mutaciones puntuales en Ccr, su eficiencia catalítica disminuye en tres órdenes de magnitud. El análisis de componen-tes principales del sistema mutante muestra que la apertura del sitio activo se vuelve más lenta y sugiere que los cambios conformacionales están directamente relacionados con la eficiencia catalítica. Para estudiar el efecto de la conformación sobre la concentración de CO2 en el sitio activo, se utilizarón simulaciones en presencia explícita de moléculas de CO2 en conformaciones representativas de la Ccr definidas anteriormente. Se analizaron las distribuciones de moléculas de CO2 junto con la concentración relativa en el sitio activo para las enzimas Ccr silvestre y su variante N81L no reactiva. Se generó un método computacional para definir los sitios de unión, que puede utilizarse como una primera aproximación a un modelo de estados de Markov. La estimación de la concentración relativa y la definición de sitios de unión fue validada relacionándola con información experimental. Los resultados obtenidos demuestran que existe una dependencia conformacional de la concentración de CO2 en el sitio activo con el estado de la subunidad. En ausencia de sustrato la mayor afinidad se encuentra en el sitio activo cerrado. La presencia de sustrato en el sitio activo cerrado invierte la afinidad sobre las subunidades del dímero, siendo la conformación abierta la que presenta una mayor afinidad en su sitio activo. La presencia de sustrato en la subunidad abierta disminuye su afinidad en un tercio sin alterar la afinidad del sitio cerrado con sustrato. Al comparar el sistema silvestre con la variante N81L, la afinidad de las subunidades no se vio modificada. Sin embargo, no se detectaron los sitios de unión del sitio activo abierto cercanos a los residuos de interés, el sustrato y el cofactor, asociados a la reacción química. Con esta información fue posible explicar la pérdida de actividad para la carboxilación de esta mutante observada experimentalmente. Los sitios de unión definidos previamente, fueron utilizados para estudiar la cinética de unión de CO2 en los pasos elementales de la catálisis y modelar la difusión de las moléculas de CO2 al sitio activo de la proteína. La conformación cerrada de la subunidad con sustrato no presentó un camino de acceso para el CO2 hacia el sitio activo. En la subunidad abierta existen sitios de unión asociados a residuos importantes para la reacción de carboxilación. Estos sitios están conservados para la conformación abierta de la subunidad sin depender de la presencia de sustrato y poseen tiempos de residencia promedio en la escala de los nanosegundos. Los tiempos de residencia en estos sitios de unión se ven modificados por la presencia de sustrato favoreciendo aquellos que facilitan la carboxilación, lo que permitiría la permanencia del CO2 unido a lo largo del cambio conformacional de cerrado del sitio activo y posterior reacción. En resumen, los resultados obtenidos en esta tesis permitieron proponer un mecanismo para la catálisis de esta enzima. En un primer paso el CO2 se une a la subunidad abierta sin sustrato. Posteriormente ocurre la unión de sustrato posicionando el CO2 para la reacción, lo que gatilla el cambio conformacional. Finalmente, se da paso a la reacción química.Este trabajo entrego una visión atómico-molecular del funcionamiento de la Ccr para la catálisis de la fijación de CO2, lo que permitirá proponer mutaciones capaces de mejorar la disponibilidad de CO2 en el sitio activo. Además, en base a los resultados obtenidos, se propuso un ciclo catalítico que permite explicar la alta eficiencia de este enzima. Para ello, cada una de las subunidades en la estructura tetramérica cumple una función distinta de manera paralela para maximizar la eficiencia de las distintas etapas del ciclo.; Carbon dioxide (CO2) is one of the most important greenhouse gases, and its accumulation in the atmosphere is associated with climate change. The fixation of this gas using enzymes for the generation of value-added organic compounds presents a current challenge in biocatalysis. Crotonyl-CoA Carboxylase-Reductase (Ccr) is one of the most efficient enzymes in CO2 fixation, showing the highest catalytic rate constant and being insensitive to the presence of oxygen, unlike RuBisCO, which is the enzyme responsible for CO2 fixation in nature. This thesis studied the conformational changes of Ccr to understand its high efficiency. Ccr is a homo-tetramer that, in the presence of NADPH and substrate analogs (substrate, carboxylation or reduction product), undergoes conformational changes, transitioning from a completely symmetric structure to a dimer of dimers configuration. Each of these dimers has an open subunit without substrate and a closed one with substrate where the reaction occurs. Its high catalytic efficiency is believed to be associated with these conformational changes leading to half site reactivity. Molecular dynamics simulations were performed to study the conformational changes of Ccr and CO2 binding. A method was developed to analyze the effect of subunit conformation on CO2 concentration at the active site, thus defining CO2 binding sites. Additionally, a procedure was developed to quantify the average residence time of CO2 molecules in the previously defined binding sites.With the combined information on conformational changes, binding, and residence of CO2 at the active site, a catalytic mechanism for the enzyme was proposed. Initially, molecular dynamics simulations were conducted to determine the equilibrium conformations of the system and possible changes in these conformations in aqueous solution. These simulations showed that the presence of the substrate, in its reactive position, maintains the closed conformation of the active site. In the absence of the substrate, the subunit undergoes an opening conformational change on the scale of tens of nanoseconds. Three residues in enoyl carboxylase-reductase (ECR) enzymes from primary metabolism (E151, N218 y N157) are conserved in Ccr. Compared to ECRs from the secondary metabolism, where these residues are not conserved, the catalytic activity is reduced, on average, 20 times. These residues are at the interface between both dimers and are far from the active site. Disrupting the interaction of these residues through point mutations in Ccr decreases its catalytic efficiency by three orders of magnitude. Principal component analysis of the mutant simulations indicates that the opening of the active site becomes slower, suggesting a direct relationship between conformational changes and catalytic efficiency. To study the effect of conformation on CO2 concentration at the active site, simulations were performed with explicit CO2 molecules in representative Ccr conformations. The distributions of CO2 molecules and their relative concentrations at the active site were analyzed for wild-type Ccr and its nonreactive variant N81L. A computational method was developed to define the binding sites, which can serve as an initial approximation to a Markov state model. The estimation of relative concentration and the definition of binding sites were validated comparing with experimental information. The results demonstrate a conformational dependence of CO2 concentration at the active site. In the absence of substrate, the highest affinity is found in the closed active site. The presence of substrate in the closed active site reverses the affinity of the subunits of the dimer, with the open conformation presenting a higher affinity at its active site. Substrate presence in the open subunit reduces its affinity by one-third without altering the closed site’s affinity
with substrate. When comparing the wild-type system with the N81L variant, the subunits’ affinity remained unmodified. However, binding sites were not detected in the open active site close to the residues, the substrate and cofactor associated with the chemical reaction. This findings explained the experimentally observed loss of activity for the carboxylation of this mutant. The previously defined binding sites were used to study the kinetics of CO2 binding in the elementary steps of catalysis and model the diffusion of CO2 molecules to the protein’s active site. The closed conformation of the subunit with substrate does not present an access pathway for CO2 to reach the active site. In the open subunit, there are binding sites associated with residues important for the carboxylation reaction. These sites are conserved for the open conformation of the subunit, regardless of the substrate’s presence, and have average residence times on the nanosecond scale. The residence times in these binding sites are modified by the presence of substrate, favoring those that facilitate carboxylation, allowing CO2 to remain bound during the conformational change for closing active site and subsequent reaction. In summary, the results obtained in this thesis allowed proposing a mechanism for the enzyme’s catalysis. In the first step, CO2 binds to the open subunit without substrate. Subsequently, substrate binding occurs, positioning CO2 for the reaction and triggering the conformational change. Finally, the chemical reaction takes place. This work provides an atomic-molecular view of Ccr’s function in CO2 fixation catalysis, enabling the proposal of mutations capable of improving CO2 availability at the active site. Additionally, based on the results obtained, a catalytic cycle was proposed to explain the enzyme’s high efficiency. Each subunit in the tetrameric structure fulfills a distinct function maximizing the efficiency of the different stages of the cycle.
Tesis para optar al grado de Doctor en Ciencias con mención en Química.
2023-01-01T00:00:00ZNeotectónica de la zona de falla Liquiñe-Ofqui entre los 39º S y los 40.5º S: implicancias para la evaluación de la amenaza sísmica.Cortés Aranda, Joaquín, supervisor de gradoPérez Peña, José Vicente, supervisor de gradoAstudillo Sotomayor, Luis Albertohttp://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/98942023-11-10T22:12:18Z2022-01-01T00:00:00ZNeotectónica de la zona de falla Liquiñe-Ofqui entre los 39º S y los 40.5º S: implicancias para la evaluación de la amenaza sísmica.
Cortés Aranda, Joaquín, supervisor de grado; Pérez Peña, José Vicente, supervisor de grado; Astudillo Sotomayor, Luis Alberto
En los márgenes convergentes la partición de la deformación entre la falla de subducción y sistemas de fallas transcurrentes en la placa superior (fallas corticales) es un fenómeno común. Estos sistemas de fallas han demostrado ser capaces de producir sismicidad moderada a alta con un gran impacto en la sociedad. El Sistema de Fallas Liquiñe-Ofqui corresponde a un sistema de fallas transpresivas dextrales, desarrollado en el arco de los Andes Patagónicos, que acomoda parte de la deformación inducida por la convergencia oblicua entre las placas de Nazca y Sudamérica. El poco conocimiento acerca del comportamiento a escala de miles de años de este sistema, entre los 39°S y los 40.5°S, así como la relación que guarda su evolución con el ciclo de terremotos de subducción motivan el desarrollo de esta tesis.
Mediante análisis morfométrico de topografía digital se estableció que las formas de relieve glaciar preservadas en los Andes Patagónicos representan la acumulación de los varios ciclos glaciares que han ocurrido durante el Cuaternario, y que el Sistema de Fallas Liquiñe-Ofqui controló el desarrollo estas atestiguando por una actividad continua durante este periodo. La red de drenajes también se ve afectada por la presencia del Sistema de Fallas Liquiñe-Ofqui, permitiendo identificar zonas con actividad tectónica reciente a lo largo del área de estudio, a pesar de la marcada y fuerte impronta glacial del paisaje. Las bajas tasas de alzamiento serían responsables de la preservación del relieve glacial.
La evidencia de terreno reportada permitió definir 5 fallas activas durante los últimos 14 ka acomodando deformación según diferentes cinemáticas y orientaciones. Desplazamientos de cientos de metros de marcadores geomorfológicos sugieren que la actividad de estas estructuras fue sostenida en el tiempo. Mientras que, desplazamientos métricos medidos en afloramientos sugieren la ocurrencia de sismos Mw~6.5 en las fallas estudiadas. Modelos de cambio de estrés de Coulomb sugieren que las estructuras dextrales del Sistema de Fallas Liquiñe-Ofqui acumulan estrés durante las fases cosísmica e intersísmica del ciclo de terremotos de subducción. Mientras que, las estructuras normales de este sistema serían compatibles solo con la fase cosísmica Por otro lado, las estructuras oblicuas al arco estudiadas no parecen ser compatibles con las fases del ciclo de terremotos de subducción modeladas.
El estudio de una traza específica del Sistema de Fallas Liquiñe-Ofqui permitió estimar una tasa de deslizamiento dextral de 18.8+2 mm/año para la Falla Liquiñe para los últimos 9 ka. Esta tasa de deslizamiento implica que la partición de la deformación fue elevada durante ese periodo, con la Falla Liquiñe acomodando 82% de la componente paralela al margen del vector de convergencia, y que parte de esta es acomodada de forma asísmica. Sin embargo, esto último debe ser comprobado por un experimento de inversión de datos de GPS.
La segmentación de la zona interplaca, junto a la ocurrencia de fallas NW heredadas en la placa superior debido definen una segmentación de primer orden en el Sistema de Fallas Liquiñe-Ofqui. En este respecto se definió el Segmento Liquiñe. El cual se extiende entre la Zona de Falla Mocha Villarrica (39.5°S) y el Lineamiento Valdivia Futrono (40.5°S). La traza principal del Sistema de Fallas Liquiñe-Ofqui dentro de este segmento alcanza una extensión de ca. 100 km y sería capaz de producir terremotos de Mw 7.0.
Se propone un modelo para explicar el comportamiento observado a lo largo del Segmento Liquiñe. En este modelo, la actividad del Sistema de Fallas Liquiñe-Ofqui estaría controlada por la presencia.
de fluidos (aguas meteóricas y magma) en los planos de falla, debilitando las estructuras y facilitando la reptación asísmica. Parches discretos bloqueados serían responsables de la micro sismicidad reportada para el área, mientras que, la inyección súbita de magma en fallas críticamente estresadas tendría la capacidad de gatillar eventos sísmicos de Mw>6, similares a los de la crisis sísmica de Aysén en 2007.
Tesis presentada para optar al grado de Doctor en Ciencias Geológicas.
2022-01-01T00:00:00ZNanopartículas poliméricas impresas molecularmente para su aplicación en Elisa : anticuerpos sintéticos.García Almanza, Yadiris Esmithhttp://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/41872023-11-10T22:12:51Z2019-01-01T00:00:00ZNanopartículas poliméricas impresas molecularmente para su aplicación en Elisa : anticuerpos sintéticos.
García Almanza, Yadiris Esmith
El ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA) es el inmunoensayo más conocido y utilizado en la detección de una gran variedad de analitos mediante el uso de anticuerpos. No obstante, presenta inconvenientes asociados al uso de anticuerpos y enzimas. Lo anterior, debido a que la producción de anticuerpos es costosa, requiere demasiado tiempo e involucra el uso de animales. Para resolver estos inconvenientes, surge como propuesta el reemplazo de los anticuerpos utilizados en inmunoensayos por polímeros de impresión molecular (MIPs), los cuales actúan como receptores biomiméticos. Estos polímeros son obtenidos en presencia de la molécula objetivo (o plantilla), por lo que poseen alta afinidad y selectividad hacia esta molécula, además su obtención es fácil y de bajo costo. Por lo anterior, el objetivo de este trabajo fue obtener nanoMIPs específicos para Microcistina-LR (MC-LR), benzoilecgonina y pepsina, y demostrar la idoneidad y especificidad en su aplicación como anticuerpos sintéticos en ELISA (pseudo-ELISA). Para ello, se sintetizaron nanoMIPs mediante la novedosa síntesis en fase sólida, y se desarrollaron pseudo-ELISAs para la detección de MC-LR en agua y Cocaína y sus metabolitos en suero sanguíneo, además se hicieron modificaciones en la superficie de las nanoMIPs obtenidas, con el fin de aumentar la selectividad hacia el analito cuando se analizan muestran complejas como suero sanguíneo. Los resultados obtenidos en esta primera parte de la tesis demostraron que las nanoMIPs obtenidas mediante síntesis en fase sólida poseían mayor sensibilidad y estabilidad que los anticuerpos tradicionalmente utilizados en ELISA, ya que presentaron límites de detección inferiores a los reportados por anticuerpos en los kits comerciales. En la segunda parte de ésta tesis, se trabajó en el desarrollo de un ensayo totalmente abiótico alternativo a ELISA, denominado ensayo magnético competitivo, en este ensayo se reemplazaron tanto los anticuerpos como las enzimas por nanoMIPs fluorescentes (F-nanoMIPs) y se utilizó pepsina como plantilla modelo en los análisis. Como resultado, de esta modificación, fue posible el desarrollo de un nuevo método análogo al ELISA convencional, pero libre de biomoléculas, con menos pasos en el protocolo, más económico y con igual selectividad hacia la molécula objetivo. Por lo anterior, se concluye que la incorporación de nanoMIPs y F-nanoMIPs en ELISA son una prometedora alternativa para el desarrollo de nuevas metodologías analíticas capaces de detectar con alta selectividad cualquier analito de interés.
Tesis para optar al grado Doctor en Ciencias con mención en Química.
2019-01-01T00:00:00Z