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A novel metabolomics approach as integrative strategy for understanding changes in Pinus radiata D.Don metabolome in response to infestation by Sirex noctilio F.
(Universidad de Concepción., 2022) Riquelme Rifo, Sebastián Andrés; Pérez de Armas, Andy; Fiehn, Oliver
The production of renewable resources in forest plantations is one of Chile's most important industrial activities since it serves as the basis for essential primary industries such as wood, boards, pulp and chips. Consistent with the global trend, our country’s most extensive commercial plantations are monoculture forests, with Pinus radiata as the predominant planted species. Plantations of the species account for more than fifty per cent of the commercial plantations registered by 2021. Productivity and long-term viability of the forest economic sector in Chile, based on P. radiata plantations, are constantly threatened by droughts, fires, and disease outbreaks caused by exotic pests. Among these harmful pests, the insect Sirex noctilio (S. noctilio) may cause significant economic losses because it can kill trees quickly after just one infestation. The primary focus of scientific research regarding S. noctilio has been its symbiotic relationship with the fungus Amylostereum areolatum and the composition and physiological effects of the venom injected during oviposition. However, no studies have been published describing the biochemical processes triggered in the plant during infection. It is so far unknown the resistance and tolerance traits induced in Pinus radiata metabolome after S. noctilio infestation. Therefore, in the present thesis, we report the usefulness of LC-MS-based untargeted metabolomics for uncovering the systemic metabolome changes in needles (leaves) and wood of 14-year-old P. radiata trees in response to initial and long-term S. noctilio infestation. Needles suffered severe consequences from the chlorosis degrading photosystems after infestation. Photoprotection was immediately induced via up-regulation of catechin and procyanidin B1. Also, proline serves as an alternative substrate for respiration. In addition, extraordinary oxidative stress was also registered by an acute decrease in ascorbate levels (90-fold). Detoxification of venom toxin (noctilisin) via conjugation with glutathione (dropped by 17-fold) was hypothesized preceding the inevitable premature senescence observed within infested trees. Nonetheless, significant overexpression of auxins was detected, suggesting the activation of a tolerance mechanism. Finally, we evidenced that metabolomics accurately revealed the biochemical response of trees to the woodwasp infestation, indicating, in addition, the upstream molecular functions involved in the biochemical processes, as well as potentially new research and breeding targets.
Análisis metabolómico en la caracterización de mecanismos de resistencia a agentes antineoplásicos en el cáncer de ovario y su uso para la identificación de potenciales blancos terapéuticos.
(Universidad de Concepción, 2023) Alarcón Zapata, Pedro Felipe; Zúñiga Arbalti, Felipe; Pérez De Armas, Andy
La resistencia a la quimioterapia en el cáncer de ovario es un desafío significativo que complica la efectividad de los tratamientos farmacológicos. Esta tesis se centró en la evaluación de dos modelos celulares de cáncer de ovario con distintas respuestas a fármacos antineoplásicos, utilizando una estrategia analítica metabolómica basada cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas de alta resolución. Las células sensibles mostraron un predominio en el metabolismo glucosídico y aminoacídico, mientras que las células resistentes presentaron una sobrerregulación en el metabolismo lipídico y del glutatión. La inhibición farmacológica del glutatión en las células resistentes generó un cambio significativo en la resistencia a los agentes antineoplásicos, aumentó la eficacia farmacológica. Además, mediante análisis lipídico, observamos un aumento en el metabolismo lipídico exclusivamente en las células resistentes, no en las células sensibles, lo que podría contribuir al fenotipo de resistencia a la quimioresistencia. Aunque esta investigación se centró en modelos celulares, las conclusiones obtenidas ofrecen perspectivas prometedoras para la investigación traslacional y futuras aplicaciones clínicas. Los análisis metabolómicos podrían utilizarse para predecir la resistencia a los fármacos en pacientes, permitiendo un enfoque de tratamiento más personalizado. Además, identificar metabolitos como posibles blancos terapéuticos podría ayudar a contrarrestar la quimiorresistencia manipulando las vías metabólicas clave en el cáncer de ovario.
Caracterización química localizada de pulpas lignocelulósicas mediante técnicas microscópicas y análisis multivariado aplicado a imágenes
(Universidad de Concepción., 2017) Araya Quintana, Juan Andrés; Castillo Felices, Rosario; Freer Calderón, Juanita
El rendimiento en el proceso de obtención de etanol mediante sacarificación y fermentación de material lignocelulósico, depende en gran medida de la interacción de las enzimas con la fibra de celulosa, donde la presencia de lignina y hemicelulosas suponen una barrera para la accesibilidad enzimática, fenómeno conocido como recalcitrancia. La mayoría de los métodos analíticos existentes estudian la composición química de la madera a través de técnicas destructivas. Para estudiar más de cerca el fenómeno de la recalcitrancia es necesario desarrollar una estrategia que permita el análisis cualitativo y cuantitativo en la superficie misma de la fibra lignocelulósica. La visualización de la distribución espacial de los principales componentes químicos presentes en la fibra es posible mediante obtención de imágenes espectrales a través de micro-espectroscopía FT-IR, donde se obtiene un espectro infrarrojo desde cada píxel de la imagen microscópica. Debido a la gran cantidad de datos obtenidos desde una imagen espectral, es útil la utilización de diferentes técnicas de análisis multivariado, a fin extraer matemáticamente la información relevante que permita la separación e identificación de los diferentes componentes de la matriz. En este trabajo se analizaron por FT-IR de imágenes fibras pre-tratadas de material lignocelulósico. Las imágenes espectrales obtenidas fueron sometidas a análisis de componentes principales (PCA), resolución multivariada de curvas con mínimos cuadrados alternantes (MCR-ALS) y regresión por mínimos cuadrados parciales (PLS). La reconstrucción quimiométrica de las imágenes espectrales obtenidas permitió identificar in situ los diferentes compuestos químicos presentes en la fibra, así como describir su distribución. Además, se desarrollaron diferentes estrategias para análisis cuantitativo en imágenes espectrales, permitiendo cuantificar glucanos, lignina y hemicelulosa directamente desde la superficie de la fibra. Se aplicaron otras técnicas microscópicas, como microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía laser confocal (CLSM) como métodos complementarios para el estudio de la ultraestructura de la fibra lignocelulósica. CLSM permitió la obtención de imágenes espectrales usando el espectro de emisión de compuestos auto-fluorescentes presentes en la madera. Mediante esta técnica fue posible identificar lignina y celulosa en la pared celular de fibras pre-tratadas y describir los patrones de distribución sin necesidad de métodos de marcaje molecular. Con las estrategias analíticas desarrolladas se observó que diferentes pre-tratamientos producen diferentes patrones de relocalización de lignina y que no es necesariamente el contenido total de lignina lo que afecta la accesibilidad enzimática, sino que la distribución en que ésta se encuentra en la pared celular. La plataforma analítica desarrollada permite el estudio químico micro-localizado, selectivo y no destructivo para matrices reales complejas y de estructura irregular, lo que proporcionaría una herramienta avanzada para el estudio del fenómeno de recalcitrancia. Este tipo de análisis tendría una aplicación transversal en el estudio de ambientes químicos en matrices microscópicas, por lo que su proyección en otras áreas del conocimiento constituye otra ventaja relativa a su desarrollo.
Caracterización química y biológica de extractos de hojas y fruto de calafate para la evaluación de su efecto sobre estrés oxidativo, y en modelo animal sometido a una pauta de ejercicio aeróbico.
(Universidad de Concepción, 2023) Nova Baza, Daniela Alejandra Gertrudris; Mardones Peña, Claudia; Fuentealba Arcos, Jorge
El estrés oxidativo es un factor importante en el inicio de varias patologías, entre ellas enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer y demencia senil; enfermedades cardiovasculares; cáncer entre otras. Diversos estudios indican que un estilo de vida que incluya una dieta rica en antioxidantes, ejercicio regular y vida social activa ayudarían a reducir o retardar los procesos celulares involucrados en el desarrollo de patologías asociadas al estrés oxidativo. En la búsqueda de alimentos funcionales, nuestro grupo de investigación ha estudiado un arbusto autóctono de la patagonia chileno argentina, el calafate (Berberis microphylla). El calafate posee una poderosa baya, consumida desde tiempos prehispánicos que posee altos niveles de compuestos bioactivos, especialmente compuestos fenólicos. El fruto es estacional, pero la planta es perenne, por lo cual las hojas se convierten en una interesante fuente de compuestos bioactivos para evaluar su potencial como alimento funcional. Se caracterizaron los compuestos polares y semipolares de los extractos metanólicos a través de HPLC-DAD-QTOF de cinco tipos de hojas de Berberis: Calafate (Berberis microphylla); Michay (Berberis darwinii); Calafatillo o Calafate enano (Berberis empetrifolia); Calafate o Michay (Berberis trigona); y Agracejo (Berberis vulgaris). Se lograron identificar en total 175 metabolitos diferentes entre los cinco extractos de hojas estudiadas. Además, se evaluó su potencial antioxidante y contenido de ácidos grasos. Posteriormente, se realizó una infusión acuosa con hojas de calafate, realizando una completa caracterización que implicó la cuantificación de los principales compuestos fenólicos presentes en la infusión, el contenido elemental, el efecto antioxidante de la infusión in vitro, su efecto sobre enzimas digestivas y sobre la viabilidad en modelos celulares, obteniendo resultados prometedores en Finalmente, en este trabajo de tesis se evaluó cómo la dieta y ejercicio impacta sobre el estrés oxidativo. Para esto se desarrolló en un modelo murino de estrés oxidativo, un plan de intervención que implicó una dieta suplementada con un extracto etanólico del fruto de calafate rico en compuestos (poli)fenólicos antioxidantes, el efecto del ejercicio aeróbico regular, además se evaluó el efecto sinérgico de ambas intervenciones. Finalizando la intervención, se analizaron muestras de plasma, cerebro e hipocampo de los animales, mediante UHPLC-QTOF-MS y se identificaron posibles biomarcadores de estrés oxidativo.
Composición elemental y perfil electroquímico de vinos Chilenos para la determinación del origen geográfico y varietal mediante modelos quimiométricos
(Universidad de Concepción., 2018) Latorre Castañeda, Mónica Piedad; Peña Farfal, Carlos
Teniendo en cuenta la importancia bioquímica que los elementos tienen en la elaboración del vino, se ha propuesto una caracterización de los principales metales en los vinos de la zona del valle del Itata. Se distinguen dentro de este territorio tres zonas geográficas que son reconocidos empíricamente por los productores. Así como tradiciones vitivinícolas han trascendido a lo largo del tiempo manteniéndose en la actualidad la producción de estos vinos con baja intervención química y tecnológica. Este estudio se enfocó en el comportamiento de la fracción elemental inmersa en el vino y su potencial para la diferenciación geográfica, recurriendo a técnicas quimiométricas para el análisis de datos multivariados, extrayendo información que relacione las concentraciones de los metales con la calidad y denominación de los vinos. En paralelo se incluyeron estudios electroquímicos no dirigidos para identificar y diferenciar de forma rápida el tipo de cultivar. Específicamente los vinos fueron seleccionados a lo ancho del valle del Itata y la clasificación se centra en las características geomorfológicas de este a oeste. Las muestras corresponden a vinos campesinos, elaborados con metodologías tradicionales y con mínimos tratamientos químicos. La determinación de los componentes inorgánicos del vino, requirió de un espectrómetro de masas con plasma de acoplamiento inductivo o ICP – MS. Técnicas con capacidad de detectar vestigios de metales hasta los niveles de ultra trazas y que, adicionalmente, contienen opciones de lectura de muestra (sistemas automatizados de dilución de muestra y diluciones isotópicas) capaces de contrarrestar las interferencias de la matriz o las causadas por las determinaciones multianalisis. A esto debe añadirse una óptima preparación de muestra que consiga establecer con precisión y exactitud las concentraciones. En el caso del vino, esta matriz es reconocida por su complejidad para el análisis, al coexistir con una gran cantidad de compuestos distribuidos en una suspensión hidroalcohólica, los que constituyen aproximadamente un 3% del total de la fracción total de compuestos diferentes al agua y al etanol. Estos a su vez se organizan por el nivel de concentración en que se encuentran en el vino. De forma complementaria se incluye el desarrollo de una metodología exploratoria para la determinación de complejos de bajo peso molecular (LMWC), empleando cromatografía líquida con detección UV y detección por espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo (SEC/AEC-ICP-MS). Además del estudio in vitro de biodisponibilidad para los metales. Para la elaboración de los modelos de clasificación geográfica y varietal, se desarrollaron modelos de clasificación y predicción con herramientas estadísticas multivariadas y análisis quimiométrico. Los métodos de clasificación y predicción utilizados incluyeron técnicas de exploración como análisis de componentes principales (PCA) para realizar análisis exploratorios y técnicas con más rigurosidad matemática y estadística con las cuales se calcularon los porcentajes de clasificación y error sobre un porcentaje de predicción, entre ellos Modelado Suave Independiente de Analogías de Clase (SIMCA) y Análisis Discriminate Lineal (LDA). Por otro lado, se realizó la investigación descriptiva aplicada a los perfiles electroquímicos de diferentes cultivares de vinos por medio de un arreglo de sensores. Para generar modelos de clasificación con técnicas electroquímicas, fue necesario el uso del Análisis Paralelo de Factores (PARAFAC).
Cuantificación elemental en concentrados de cobre por espectroscopía de plasma inducida por láser (LIBS) y métodos multivariados.
(Universidad de Concepción., 2022) Velásquez Flores, Marizú; Yánez Solorza, Jorge Carlos; Sbárbaro Hofer, Daniel
El precio comercial y los impuestos a las exportaciones de concentrados de cobre dependen de la composición de elementos valiosos como Cu, Ag y Mo que aumentan el precio y los elementos de penalización como As y Pb que lo reducen. La cuantificación multielemental de estos elementos en un amplio rango de concentraciones, que abarca desde las partes por millón (mg·kg-1) hasta porcentajes (%) se determinó mediante laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS). Los factores como fluctuaciones de señal, efectos de matriz y auto-absorción disminuyen la efectividad de la técnica. Para hacer frente estos problemas, en este trabajo de tesis se propuso diferentes configuraciones experimentales y procesamiento de datos. Los arreglos experimentales involucran dos fuentes de excitación de longitud de onda de láser diferentes (266 y 532 nm), arreglos ópticos de recolección, atmósferas circundantes (aire ambiente y argón) y detectores (CCD e ICCD). La cuantificación de Cu, Ag, Mo y As se ha evaluado utilizando un "método juicioso de procesamiento de datos" que consiste en normalización espectral con estándar interno (ISSN), selección de longitudes de onda correlacionadas linealmente (LCW) y división de datos estratificados para los modelos Partial Least Square (PLS) y Artificial Neural Network (ANN) con Bayesian Regularization Back Propagation (BR-BP). La eficacia de este método propuesto se comparó utilizando datos de líneas espectrales de conocimiento previo (PKSL) con los modelos anteriores. El enfoque LCW para ANN con BR-BP obtuvo un 33% menos de error relativo de predicción (REP %) que PKSL para ANN con BR-BP y se encontró una tendencia similar en el caso de PLS. Un especial setup experimental LIBS fue usado para la determinación de As a bajos niveles (orden de mg·kg-1) en minerales de cobre. Los desafíos asociados con las líneas As como la menor intensidad relativa y la interferencia con las líneas de la matriz se abordaron en condiciones de ablación usando atmósfera controlada de argón (Ar) y resolviendo las líneas interferidas mediante un proceso de deconvolución (función Lorentziana). La cuantificación fue realizada usando ANN con Radial Basis Function (RBF) y las cifras de mérito para la predicción, tales como, la raíz del error cuadrático media (RMSE-P) y porcentaje de error relativo (REP %) fueron reportados con valores de 0.037% y 18.6%.
Desarrollo de metodologías analíticas para la caracterización de compuestos de bajo peso molecular en Bio-Oil y su aplicación en la optimización del proceso de producción y fraccionamiento.
(Universidad de Concepción., 2011) Tessini Ortiz, Catherine Valeska; Von Baer Von Lochow, Dietrich
En la presente tesis se desarrollaron y evaluaron diferentes metodologías para la determinación de diversos componentes en el bio-oil. Para ello se emplearon distintas técnicas cromatográficas, con el objetivo de determinar ácidos orgánicos de cadena corta, compuestos volátiles, azúcares y aldehídos en bio-oil y sus fracciones. La caracterización y determinación de estos analitos además sirve de base para evaluar las condiciones óptimas de pirólisis de biomasa, para orientar el proceso hacia la obtención de productos químicos de interés industrial. Para la determinación de los aldehídos de bajo peso molecular, como formaldehído, acetaldehído y propionaldehído, se evaluó su determinación por HPLC-UV, previa derivatización con 2,4-DNPH. Las condiciones de esta derivatización pueden provocar reacciones no deseadas que afecten la estabilidad del bio-oil y de sus principales componentes. Por ello fue necesario desarrollar una metodología de mayor selectividad y en que la reacción de derivatización no se realice en condiciones que afecten la cuantificación. Este procedimiento está basado en la utilización de la microextracción en fase sólida en modo espacio de cabeza (head space), empleando la derivatización directamente en la fibra con PFBHA como agente derivatizante. Posteriormente la separación/detección es realizada en un sistema GC/MS. Esta metodología demostró ser sencilla y rápida. Además es posible su optimización, empleando herramientas quimiométricas. Alternativamente se desarrolló un método basado en la derivatización en la solución de la muestra, empleando el sistema de inyección en modo espacio de cabeza. Los aldehídos determinados por ambas metodologías fueron: formaldehído (~ 2 %), acetaldehído (~ 0.1 %) y propionaldehído (~ 0.05 %). Mediante cromatografía liquida de alta resolución, en la modalidad de fase inversa en serie con exclusión iónica y detección directa al UV a 210 nm, es posible la determinación por inyección directa de ácidos orgánicos (fórmico, acético y propiónico) en fracciones de bio-oil obtenidas por destilación. Ello no requiere un tratamiento previo de la muestra, sin embargo esta metodología no es aplicable a muestras de bio-oil crudo, por los interferentes que éste contiene. Los azúcares en bio-oil fueron determinados por HPTLC. Con esta técnica fue posible la cuantificación de los principales azúcares en el bio-oil. Para ello fue necesaria la implementación de un sistema de screening para descartar la presencia de glucosa en las muestras, ya que de estar presente en altas concentraciones, podría interferir en la cuantificación del celobiosano. Esta metodología puede aplicarse directamente a muestras de bio-oil crudo, fracciones de solventes orgánicos y fracciones acuosas e incluso a muestras de lignina pirolítica. Los principales azúcares que se determinaron fueron: levoglucosano (~ 1.5-3 %), celobiosano (~ 0.5-2.0 %), xilosa y arabinosa. Estos últimos en la mayoría de las muestras, si es que se detectaban, se encontraban bajo los límites de cuantificación del método. Además se desarrolló una metodología sencilla basada en la derivatización de analitos con BSTFA. Ello permite determinar ácidos orgánicos y azúcares, los cuales pueden ser derivatizados de forma simultánea y cuantificados en un solo cromatograma, empleando un estándar interno para cada grupo de compuestos. Los principales ácidos determinados mediante este método fueron ácido fórmico (~ 0.5-2 %), acético (~ 1.5-3.0 %), propiónico (~ 0.1-0.8 %), láctico (~ 0.1-0.6 %) y glicólico. A su vez, los principales azúcares determinados fueron levoglucosano (~ 1.5-2.8 %), celobiosano (~0.2-1.5 %), xilosa (~ 0.05 %) y arabinosa (~ 0.05 %). Dependiendo de la utilidad que tenga el bio-oil a nivel industrial, las metodologías desarrolladas pueden ser aplicadas de forma individual o complementada con el método general de caracterización de bio-oil mediante su inyección directa a GC/MS. De esta forma es posible contar con diferentes alternativas para la cuantificación de los compuestos en el bio-oil.
Desarrollo de metodologías electroanalíticas basadas en electrodos modificados con nanomateriales de C/Au para el análisis de matrices ambientales complejas
(Universidad de Concepción., 2022) Contreras Pérez David Rodrigo; Salazar González Ricardo Andrés; Piña Hodges, Samuel Felipe
En la presente tesis se reporta el desarrollo de metodologías electroanalíticas basadas en electrodos confeccionados con una estructura hibrida de nanomateriales de carbono y oro para el análisis de contaminantes electroactivos con diferente naturaleza química: los isómeros orgánicos 1,4-dihidroxibenceno o hidroquinona y 1,2-dihroxibenceno o catecol en agua potable, agua de rio y en un RIL vitivinícola; y por otro lado se logró la determinación de arsenito en un efluente secundario de una planta de tratamiento, el cual fue tratado mediante electrocoagulación para la remoción de este contaminante y donde fue posible realizar el seguimiento del tratamiento utilizando la metodología desarrollada. Experimentos realizados mediante espectroscopia UV-visible, dispersión dinámica de luz (DLS), microscopia electrónica de transmisión (TEM) confirmaron la síntesis de las nanopartículas utilizadas en la confección de los sensores utilizados. Posteriormente, análisis de voltametría cíclica (VC) y microscopia electrónica de barrido (SEM) permitieron confirmar el aumento del área electroactiva de los electrodos nanoestructurados. Mediante VC se caracterizó la señal electroquímica de los analitos, obteniendo sus potenciales y corrientes de pico correspondientes a los procesos anódicos estudiados que sustentan la detección electroquímica de los analitos mediante voltametría de pulso diferencial (DPV), técnica electroanalítica en la cual se basaron ambas metodologías desarrolladas en esta tesis doctoral. También fue posible comprobar mediante estas técnicas la actividad electrocatalítica de las nanopartículas de oro sintetizadas. Se utilizaron como técnicas de referencia cromatografía liquida de alta eficiencia (HPLC) y espectrometría de absorción atómica con horno de grafito (GFAAS) para validar las metodologías electroanalíticas desarrolladas para hidroquinona-catecol y arsénico, respectivamente. En ambas metodologías fue posible el análisis directo de los contaminantes en matrices medioambientales estudiadas, utilizando un electrodo heteroestructurado de nanopartículas de oro soportadas en nanotubos de carbono aminados de pared múltiple.
Desarrollo de modelos quimiométricos para determinar la correlación entre bio-actividad y características químicas y espectroscópicas de propóleos provenientes de distintas zonas apícolas del Sur de Chile
(Universidad de Concepción., 2016) Venegas Sepúlveda, Yovani Alexis; Contreras Pérez, David Rodrigo; Pastene Navarrete, Edgar Rafael
Se abordó la problemática de la estandarización del propóleos, desde un enfoque basado en el estudio quimiométrico de la correlación entre la composición química y la actividad biológica de muestras recolectadas en diferentes zonas geográfica de la región del Biobío y Araucanía. Se implementó un método espectroscópico de bajo costo para caracterizar muestras crudas de propóleos en función de su composición química. Fueron desarrollados modelos predictivos de actividad biológica para ser utilizados en el control de la producción de productos apícolas. Para desarrollar estos modelos se utilizó la espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) con muestras de propóleos crudas, sin ningún tipo de procesamiento. Los espectros NIR fueron calibrados con los resultados obtenidos por diferentes métodos de referencia, (espectroscópicos y cromatográficos) para algunos compuestos de interés biológico relevante, tal como son el contenido de polifenoles totales, el contenido de flavonoides totales y el contenido de equivalentes de fenetil éster de ácido cafeico (CAPE). Simultáneamente, a partir de los mismos espectros NIR, se desarrollaron modelos predictivos PLS de la bio-actividad “in vitro” que pudieran tener 26 muestras de propóleos determinadas por los métodos tradicionales de inhibición enzimática, como fueron la actividad antioxidante y la actividad antidiabética. La capacidad de predicción simultánea de marcadores químicos responsables de alguna actividad biológica relevante mediante el uso de herramientas quimiométricas permite inferir que es posible abordar la problemática de la estandarización de propóleos de manera rápida, eficiente, automatizable y de bajo costo, siendo esta información útil para la industria apícola y que puede ser extrapolado a otro tipo de investigación de productos naturales.
Desarrollo de técnicas preparativas de separación cromatográficas para confirmar la actividad biológica de las plantas chilenas Peumus boldus y Buddleja globosa mediante la sustracción química de sus compuestos bioactivos.
(Universidad de Concepción., 2020) Torres Vega, Jeniffer Paulina; Vergara Rosales, Carola Andrea
Las plantas medicinales Peumus boldus (boldo) y Buddleja globosa (matico) son ampliamente utilizadas en medicina popular, debido a que producen metabolitos secundarios que serían los responsables de sus actividades biológicas. Los solventes naturales eutécticos profundos (NADES) tuvieron una buena eficiencia para extraer polifenoles desde el matico (verbascosido y 7-O-glucósido de luteolina) siendo el NADES L-prolina: acido cítrico y cloruro de colina: 1.2-propanodiol los solventes más efectivos. Así también para el boldo se obtuvieron buenos resultados para la extracción de alcaloides siendo el NADES Prolina: ácido oxálico el que mostró mayor aumento en la extracción de boldina superando 8 veces a la extracción con metanol. Por otro lado, debido a que no está 100% comprobado la actividad de boldo y matico, es que se decide sustraer selectivamente sus compuestos bioactivos utilizando CPC y refinamento zona de pH-CPC, pudiendo de esta forma aislar los alcaloides (knock-out polifenoles) y los polifenoles (knock-out alcaloides). Un total de 9 alcaloides fueron identificados y 22 polifenoles para el boldo y para el matico se pudo sustraer 3 fracciones denominadas knock-out 1 (extracto que contiene verbascósido como compuesto mayoritario), knock-out 2 (extracto que contiene forsitósido como compuesto mayoritario) y knockdown (extracto reducido en fenilpropanoides) y también se identificaron 17 compuestos, de los cuales 13 es primera vez que han sido reportados. La identidad de estos compuestos se confirmó a través de HPLC-Q-TOF. De los extractos diseñados para el matico se comprobó que el compuesto forsithoside B, tiene un gran poder antioxidante al igual que el verbascosido, por lo que esté compuesto también contribuye a está actividad, con respecto a los ensayos celulares (migración celular) no permitieron evidenciar efectos claros para ninguno de los extractos. Por otro lado, los extractos diseñados de boldo permitieron comprobar que el extracto alcaloideo presenta una citotoxicidad y genotoxicidad moderada y también para la actividad inhibitoria en el ensayo inhibición de la acetilcolinesterasa. Por otro lado, se pudo corroborar que los polifenoles presentes en el boldo serían los responsables de su actividad antioxidante, esto se comprobó en el ensayo cometa en donde estos no tuvieron una genotoxicidad significativa, sino que tienen efectos citoprotectores.
Desarrollo de un sistema Fenton heterogéneo soportado en tanino insoluble de corteza de pinus radiata y su evaluación como proceso de oxidación avanzada en sistema modelo
(Universidad de Concepción., 2016) Romero Carrillo, Romina Patricia; Contreras Pérez, David Rodrigo; Segura Castillo, Cristina
En las últimas décadas, la presencia de contaminantes orgánicos en efluentes municipales e industriales ha sido un problema de creciente consideración lo que ha llevado a la búsqueda de métodos eficientes para el tratamiento de la contaminación ambiental abriendo el campo a la investigación de nuevas tecnologías. Entre éstas, los llamados Procesos de Oxidación Avanzada (AOPs) son particularmente importantes, ya que son capaces de degradar completamente y convertir en productos inocuos y/o biodegradables un amplio espectro de compuestos orgánicos e inorgánicos. El proceso Fenton heterogéneo es un AOP, que emplea peróxido de hidrógeno y un sólido contenedor/portador de hierro, se basa en la generación in situ de radicales hidroxilo, los cuales reaccionan rápidamente y en forma no selectiva con cualquier compuesto, debido a su gran capacidad oxidante (E°(∙OH/H2O)= 2.8 V/SHE). En la presente tesis se realizó la modificación de la convencional reacción de Fenton, en un sistema heterogéneo que emplea peróxido de hidrógeno, hierro y un sólido contenedor de dihidroxibencenos, que como señala la literatura conducen y amplifican esta reacción, sin embargo, al ser sistemas en fase homogénea no presentan aplicación en limpieza de contaminantes. De este modo, la ventaja consiste en la utilización de un sólido insoluble en agua, lo que evita la contaminación del efluente con compuestos fenólicos, además de presentar también, un importante valor ambiental al ser obtenido desde un residuo forestal, específicamente de corteza de Pinus radiata. Como resultado de esta investigación se caracterizó el tanino proveniente de la corteza de Pinus radiata con metodologías analíticas desarrolladas y otras rutinarias en el estudio de matrices sólidas. Posteriormente, se evaluó su efectividad como soporte y catalizador de reacción para Fenton heterogéneo con el cual se degradó atrazina en un sistema modelo optimizado, de forma más rápida y efectiva que la reacción de Fenton convencional.
Desarrollo de una plataforma analítica para el estudio de compuestos (poli)fenólicos en frutos de uva, calafate y para metabolómica en plasma de animales de experimentación sometidos a la ingesta aguda de un extracto de fruto
(Universidad de Concepción., 2017) Bustamante Salazar, Luis Alejandro; Mardoñes Peña, Claudia; von Lochow, Dietrich von Baer; Pastene Navarrete, Edgar
Se desarrolló un conjunto de métodos de análisis con un enfoque metabolómico dirigido y no dirigido, junto a ensayos de capacidad antioxidante como plataforma analítica para estudios de intervención nutricional. De acuerdo a la estrategia analítica planteada, se caracterizaron frutos de uva de mesa (Vitis vinífera L.) Red Globe, Pink Globe y de calafate (Berberis microphylla), 3 frutos con elevadas concentraciones de polifenoles. Los resultados obtenidos por HPLC-DAD-ESI-MS/MS indican que el fruto de calafate contiene entre 60 a 400 veces más antocianos que en las uvas estudiadas, seguido por ácidos hidroxicinámicos y flavonoles (45 y 15 veces, respectivamente), por lo que se diseñó un ensayo de ingesta aguda usando calafate. Con el fin de elaborar un extracto liofilizado de Calafate enriquecido en polifenoles, se modificó la extracción usando etanol potable y ácido fórmico, produciendo un extracto seco de calafate que contiene 265.26 μmol de polifenoles por gramo. Una vez producido un lote homogéneo de extracto liofilizado, se administraron 300 mg/kg de éste a 5 grupos de gerbos (n=3). Transcurridas 1, 2, 4, 8 y 12 horas, se extrajo entre 600 y 1000 μL de sangre mediante punción del plexo retroorbital. Un grupo control (n=3) usado como tiempo 0 se incluyó en el diseño. Se logró obtener plasma sin hemólisis y los animales no fueron sacrificados. A partir de los plasmas obtenidos, se cuantificaron mediante un método GC-MS/MS validado más de 40 productos de metabolización de polifenoles presentes en calafate, análisis metabolómico no dirigido mediante UPLC-QTOF y ensayos de capacidad antioxidante en microplaca. Los resultados cuantitativos obtenidos por GC-MS/MS muestran aumentos de 9 compuestos asociados al consumo del extracto de calafate. Luego de 1 y 2 horas los compuestos 1,4-dihidroxibenceno, ácidos 3,4-dihidroxifenilacético, 4-hidroxicinámico, 3,5-dimetoxi-4-hidroxibenzoico y 3-metoxi-4-hidroxibenzoico muestran una tendencia al alza, mientras que se observó un aumento significativo de los ácidos 3-hidroxicinámico y 3-metoxi-4-hidroxifenilacético. Además, los ácidos 3-hidroxifenilacético y fenilacético muestran aumentos significativos luego de 4 y 8 horas de administrado el extracto. El análisis metabolómico no dirigido de las mismas muestras de plasma revela un cambio significativo de 20 compuestos durante los tiempos ensayados. De estos, uno se identificó como adenosina monofosfato y 6 como metabolitos derivados del consumo del extracto de calafate. Los compuestos cumaroil-quinolactona y derivados sulfatados de ácido (iso)vaníllico y un isómero de ácido cafeico aumentan significativamente luego de 1 y 2 horas de administrado el extracto de calafate. Los derivados sulfatados de un segundo isómero de ácido cafeico y ácido (iso)ferúlico aumentan significativamente solo luego de 1 hora y un metoxicatecol-sulfato aumenta luego de 2 horas. Además, el mismo ácido (iso)ferúlico aumenta nuevamente luego de 12 horas de administrado el extracto. El ensayo ORAC-FL revela un aumento significativo luego de 1 hora, mientras que el ensayo CUPRAC lo alcanza a las 4 horas de administrado el extracto de calafate. Los resultados de Fenoles totales exhiben un aumento significativo a las 1, 4 y 12 horas, relacionándose con los incrementos de los resultados anteriores
Desarrollo de una plataforma científica tecnológica para estudiar el proceso de clarificación de vinos orientada a disminuir la prevalencia de agentes clarificantes con potencial alergénico.
(Universidad de Concepción., 2019) Pavón Pérez, Jessy; Aranda Bustos, Mario Antonio; Henríquez Aedo, Karem
La caseína y la ovoalbúmina son usadas habitualmente como agentes clarificantes durante el proceso de elaboración del vino, con el objetivo de promover interacciones con compuestos no deseados como algunos polifenoles y taninos. Este tipo de proteínas pueden desencadenar reacciones alérgicas en individuos susceptibles, por tanto su presencia en vinos puede ser un riesgo para la salud humana, especialmente cuando su presencia no está reportada o indicada en la etiqueta. Es por esto que la Unión Europea estableció a través de su Directiva 2003/89/EC, actualizada en el año 2012 Directiva 2012/579/EC que las concentraciones mayores a 0.25 mg L-1 deben ser declaradas en la etiqueta. De ahí la necesidad de contar con técnicas con un alto poder de resolución que proporcionen la información necesaria para el análisis de estas proteínas en vino. En la presente tesis doctoral se demuestra el enorme poder que tiene la cromatografía líquida acoplada a la espectrometría de masa para la identificación y cuantificación de péptidos de caseína y ovoalbúmina en vinos. La extracción de las proteínas desde la matriz vino se realizó combinando el uso de membranas de ultracentrifugación y precipitación con solventes orgánicos. En particular el análisis se desarrolló a partir de la estrategia de trabajo bottom-up. El paso limitante de esta metodología son los largos tiempos de digestión enzimática que se requieren (12-24 horas). Debido a que varios factores (tiempo, temperatura, relación concentración enzima:proteína, etc) pueden afectar el rendimiento de la digestión tríptica la estrategia más eficiente es aplicar herramientas qumiométricas para su optimización. Se empleó un Diseño Central Compuesto para optimizar la digestión con tripsina aplicando una temperatura de 37oC y energías del infrarrojo, microondas y ultrasonido. Cada método fue evaluado a partir de SDS-PAGE y del % de sequence coverage (SQ) arrojado por la base de datos Mascot. En todos los casos fue posible disminuir los tiempos de digestión y aumentar su rendimiento. Para la determinación de los péptidos resultantes fue desarrollado, implementado y validado un método UHPLC-DAD-ESI-MS/MS el cual en conjunto con la comparación de los resultados teóricos arrojados por las bases de datos Swiss-Prot y Mascot permitió la identificación y cuantificación de un péptido marcador para la -caseína, -caseína y la ovoalbúmina en 60 muestras comerciales de vinos chilenos, empleando como estándar interno un péptido marcado isotópicamente. De las muestras analizadas 17 presentaron concentraciones de estas proteínas en un valor cercano o superior a lo regulado por la OIV, por consiguiente se hace necesario establecer normativas que normalicen su uso en Chile. Con la finalidad de lograr una mayor identificación de péptidos marcadores de caseína y ovoalbúmina en los vinos se desarrolló un método UHPLC-ESI-Q/TOF, identificándose y cuantificándose 5 péptidos para -caseína, 4 para -caseína, uno para -caseína y 3 para ovoalbúmina. Esto evidencia las ventajas de emplear analizadores de masa híbridos de alta resolución en los análisis proteómicos. La separación e identificación de los péptidos marcadores en vinos se realizó también mediante HPTLC-ESI-MS. El uso de esta herramienta analítica, permitió detectar de manera rápida dos bandas características de la -caseína y ovoalbúmina. Explorando alternativas para reducir o evitar el uso de estos clarificantes se realizó un estudio químico-analítico utilizando bentonita, tierras de diatomea, caseína y ovoalbúmina.Se evaluó su influencia sobre el color, turbidez, antocianinas y polifenoles del vino. En aras de no añadir al vino agentes exógenos se evaluó también la capacidad de eliminar caseína y ovoalbúmina por una membrana de ultracentrifugación con flujo cruzado y tamaño de poro de 10kDa. En vinos tratados con estas proteínas no se encontraron péptidos característicos luego de ser sometidos al proceso de filtración.
Desarrollo de una plataforma científica tecnológica para la identificación de compuestos bioactivos desde arrayán (luma apiculata) y evaluación del efecto de la nanoencapsulación sobre su bioaccesibilidad.
(Universidad de Concepción., 2020) Carrasco Sandoval, Jonathan; Von Baer Von Lochow, Dietrich; Aranda Bustos, Mario
Las Enfermedades Crónicas No Transmisibles (ECNT) son la principal causa de morbimortalidad del país y representan un problema nacional e internacional de salud pública. Como resultado, muchas especies nativas/autóctonas han sido estudiadas por su potencial fuente de compuestos fenólicos, los cuales pueden contribuir a la prevención y/o tr7atamiento de dichas enfermedades. Dentro de las especies nativas reconocidas por sus propiedades medicinales se encuentra el arrayán (Luma apiculata), cuyos compuestos bioactivos presentes en el fruto y la hoja podrían ser un aporte relevante para disminuir el riesgo de padecer ECNT. Sin embargo, los estudios reportados de esta especie son muy escasos. En consecuencia, el presente trabajo de investigación tuvo como objetivo principal desarrollar metodologías químico-analíticas para obtener datos científicos que sustenten la característica funcional del fruto y hoja del arrayán y preservar los compuestos bioactivos identificados mediante el empleo de la nanotecnología. Como paso previo al trabajo con arrayán, se desarrolló y optimizó un proceso de extracción asistida de ultrasonido de compuestos fenólicos desde semilla de quinoa. Basándose en este procedimiento, fue establecido y optimizado el proceso de extracción de dichos compuestos desde frutos y hojas de arrayán mediante extracción asistida por ultrasonido en baño ultrasónico. Esta optimización contempló un diseño factorial completo y un diseño central compuesto. Con las condiciones de extracción optimizadas, se evaluó la capacidad antioxidante de los extractos crudos y extractos ricos en compuestos fenólicos obtenidos por adsorción selectiva sobre la resina polimérica Amberlita XAD-7. La capacidad antioxidante se evaluó mediante dos metodologías: 2,2- Difenil-1- picrilhidrazilo (DPPH) y capacidad antioxidante reductor del hierro (FRAP). Además, se determinó el contenido de fenoles totales mediante la metodología de Folin-Ciocalteu (TPC). De acuerdo con los ensayos realizados, quedó en evidencia que los extractos de fruto y hoja de arrayán presentan una elevada concentración de compuestos fenólicos y una alta capacidad antioxidante, en especial, los extractos ricos en compuestos fenólicos. Para establecer el perfil fenólico de los extractos crudos, se implementó un método por cromatografía líquida de ultra-alta eficiencia (UHPLC) acoplada a espectrometría de masas (MS). El análisis cromatográfico, reveló la presencia de siete compuestos fenólicos en el extracto crudo de fruto de arrayán (quercetin 3-β-D glucósido, miricetina, quercetina, ácido p-cumárico, kaempferol glucósido, ácido gálico y kaempferol) y cinco compuestos fenólicos en el extracto crudo de hoja (quercetina 3-ß-D-glucósido, kaempferol 3-glucósido, miricetina, quercetina y ácido gálico). Considerando el perfil fenólico y el efecto antimicrobiano reportado para algunos de los compuestos fenólicos identificados, se determinó la actividad antiviral de extractos crudos (30% etanol) sobre el virus de la hepatitis A y norovirus murino, principales virus entéricos asociados a contaminación alimentaria. El extracto de hoja presentó un efecto antiviral significativo sobre ambos virus, mientras que el extracto de fruto tuvo un efecto moderado sobre el virus de la hepatitis A. Luego de establecer el perfil fenólico, estándares de los compuestos fenólicos puros fueron sometidos a un proceso de digestión gastrointestinal in vitro para estudiar la bioaccesibilidad de dichos compuestos. Paralelamente, se evaluó la potencialidad de tres sistemas nanoparticulados (nanopartículas de zeina, zeína recubierta de alginato y zeína recubierta de complejo alginato/quitosano), los cuales fueron obtenidos mediante los métodos de nanoprecipitación y deposición electrostática. La fracción bioaccesible de los compuestos bioactivos fue determinada mediante cromatografía líquida de alta eficiencia asociada a detección UV (HPLC/UV). Los compuestos fenólicos presentaron una limitada bioaccesibilidad, que varió entre un 3.4 y 16.1%, mientras que los tres sistemas nanoparticulados incrementaron significativamente la bioaccesibilidad de todos los compuestos fenólicos, en especial, las nanoparticulas de zeina recubiertas con complejo de alginato/quitosano, la cual varió entre un 65.8 y 84.0%. Finalmente, se implementó una plataforma científica-tecnológica por HPTLC/(bio)autografía/MS para detectar e identificar en los extractos crudos de fruto y hoja de arrayán compuestos con actividad antioxidante e inhibitoria sobre las enzimas α-glucosidasa y acetilcolinesterasa, consideradas como blancos terapéuticos para tratar la diabetes mellitus tipo 2 y enfermedades neurodegenerativas, respectivamente. El extracto de hoja sólo presentó bandas con actividad antioxidante, mientras que el extracto de fruto presentó un compuesto con marcada actividad antioxidante e inhibitoria sobre ambas enzimas, el cual fue identificado tentativamente mediante la interfaz TLC-MS como fraxetina (hidroxicumarina). Estos resultados permiten sustentar la característica funcional del fruto y hoja de arrayán, además de demostrar el potencial de la nanotecnología (sistemas nanoparticulados) en la preservación de los compuestos responsables de dicha funcionalidad.
Desarrollo e implementación de metodologías espectroscópica y quimiométricas para controles de la calidad y de procesos productivos de medicamentos en la industria farmacéutica
(Universidad de Concepción., 2020) Pino Torres, César Lorenzo; Castillo Felices, Rosario; Peña Farfal, Carlos
La industria farmacéutica es un sector industrias que necesita estar en constante evolución en cuanto a tecnologías de análisis se refiere. Esto le permite crecer de forma exitosa, optimizar la productividad de los análisis y cumplir con las especificaciones que los organismos reguladores demandan para la calidad requerida de los productos. En este contexto, la industria farmacéutica demanda técnicas analíticas que cumplan con las características mencionadas, incluyendo metodologías rápidas, sencillas y que garanticen resultados confiables Las técnicas espectroscópicas, en especial la espectroscopía de infrarrojo cercano y la espectroscopía Raman, presentan una serie de ventajas en relación a las técnicas instrumentales convencionales utilizadas por el sector industrial, como lo son las cromatográficas. Dentro de estas ventajas se destaca la rapidez de los análisis, puesto que no es necesario el tratamiento de la muestra, la ausencia de consumo de reactivos, la mínima formación del personal de laboratorio y el bajo coste de mantenimiento. El desarrollo de nuevos métodos analíticos basados en técnicas espectroscópicas para ser utilizadas en el control del proceso y ensayos de la calidad de los productos finales, es el principal objetivo de este trabajo de investigación. Bajo esta premisa se realizó un estudio crítico de distintos métodos cualitativos y cuantitativos aplicables en la monitorización del proceso de mezclado farmacéutico y la detección de su punto final mediante espectroscopía de infrarrojo cercano (NIRS) y espectroscopía Vis-NIR. El estudio reveló información importante respecto al avance tecnológico para estas tareas, ayudando a definir el método más adecuado para determinar el punto final en los procesos de mezclados estudiados, ya que no todos los métodos obtuvieron la misma sensibilidad ni la misma facilidad de implementación, característica relevante para análisis en línea. Respecto a las metodologías cuantitativas para el análisis de comprimidos farmacéuticos terminados, los resultados mostraron que los modelos desarrollados para espectroscopía NIR y Raman poseen una capacidad predictiva adecuada con los requerimientos exigidos por los organismos reguladores. Por lo que las metodologías desarrolladas se han aplicado para la determinación de la uniformidad de las unidades de dosificación en dos lotes comerciales. Además, la aplicación de espectroscopía Raman permitió la detección de una distribución inapropiada de ingredientes activos en productos farmacéuticos. Los estudios realizados en esta tesis proporcionaron un conjunto de pautas metodológicas basadas en técnicas espectroscópicas para realizar el control de parámetros críticos en la producción de comprimidos farmacéuticos, demostrando la factibilidad para ser utilizadas en controles de rutinas o de calidad en los laboratorios de producción.
Desarrollo y evaluación de métodos multivariados basados en datos gineco-obstétricos y espectrales de suero para la predicción de diabetes gestacional en el primer trimestre del embarazo.
(Universidad de Concepción, 2023) Mennickent Barros, Daniela Francisca; Guzmán Gutiérrez, Enrique Alberto; Araya Quintana, Juan Andrés
Introduction: Gestational diabetes mellitus (GDM) is a hyperglycemia state that is diagnosed in the second or third trimester of pregnancy, however by that time the fetal phenotype is already altered. Strategies to predict GDM in earlier stages of pregnancy are reported in literature; nevertheless they present low predictive power or require long times of analysis. General objective: To evaluate methods based on the multivariate analysis of gyneco-obstetrical and/or serum spectral data for the prediction of GDM in the first trimester of pregnancy. Analytical strategy: GDM predictive models were developed using single- and multi-block multivariate analysis techniques, and (1) gyneco-obstetrical data (53 clinical and 10 biochemical parameters); (2) near-infrared (NIR) serum spectral data; or (3) both (28 clinical parameters, and NIR). Results: The best models of (1), (2) and (3) achieved an area under the ROC curve of 0.867, 0.577 and 0.522, respectively. Only the first one increased the predictive power in comparison to the literature average. The best models of (2) and (3) achieved an analysis time of 32 minutes. Both decreased the time of analysis in comparison to the literature average. Conclusion: Strategies based on the multivariate analysis of first trimester gyneco-obstetrical and/or serum spectral data improve the prediction of GDM in early pregnancy, either by increasing the predictive power or by reducing the time of analysis.
Diferenciación varietal y evolución del perfil de flavonoides y actividad antioxidante del vino tinto durante el proceso de guarda.
(Universidad de Concepción., 2010) Vergara Rosales, Carola Andrea; Von Baer Von Lochow, Dietrich
El vino es un producto de lujo que está sujeto a las demandas del consumidor. El vino chileno es un producto de exportación que compite en mercados internacionales, por lo que debe cumplir con estándares de confianza como la autenticidad varietal y presentar características que lo hagan más atractivo para los consumidores, por el efecto beneficioso para la salud asociado a su consumo moderado. El objetivo de este trabajo fue el desarrollo e implementación de metodologías analíticas para la evaluación de parámetros de calidad, como es la autenticidad varietal en vinos de guarda, y el estudio de la evolución de compuestos antioxidantes del vino tinto durante dicho proceso. Una de las familias de compuestos usados para la diferenciación varietal de vinos tintos son los antocianos, que le confieren el color característico. La razón de antocianos acetilados y cumarilados (Rac/coum) determinados por HPLC en columnas de fase inversa que permite la diferenciación de ciertas variedades de vinos tintos, puede verse alterada por la formación de piranoantocianos durante el envejecimiento del vino. Estos pigmentos poliméricos interfieren en la determinación de antocianos cumarilados, por lo tanto, la resolución entre estos picos debe ser optimizada y rigurosamente controlada para cada columna para minimizar el riesgo de una clasificación errónea. Otra aproximación al problema, es evaluar columnas con una selectividad diferente a las columnas de fase inversa para la separación cromatográfica de antocianos y piranoantocianos. El vino Carménère es un producto emblema nacional, que tradicionalmente había sido confundido en Chile con la variedad Merlot. Como alternativa a la diferenciación varietal de vinos tintos por medio de perfiles de antocianos, se evaluó otro grupo de marcadores que permita mejorar su clasificación. Los perfiles de flavonoles permiten mejorar la separación entre vinos Carménère y Merlot, por medio de la concentración de quercetina total y miricetina total. Se encontró que la concentración de flavonoles promedio para vinos Carménère y Merlot es mayor que la concentración promedio de los vinos Cabernet Sauvignon. Los vinos estudiados presentaron concentraciones de flavonoles superiores a las reportadas en literatura. Por otro lado, una tendencia similar se encontró en pieles de uvas, en donde se encontró una concentración de flavonoles totales superior en la variedad Carménère. Los flavonoles, como compuesto de interés debido a sus propiedades antioxidantes, en vinos Carménère producidos completamente en barrica de roble presentaron la concentración de flavonoles totales más alta en comparación a vinos Carménère producidos en cubas de acero inoxidable. La variedad Carménère presenta los cambios mayores desde el inicio de la fermentación maloláctica que los vinos Cabernet Sauvignon, con respecto a la concentración de flavonoides, capacidad antioxidante y polifenoles totales, pero ambas variedades llegan a concentraciones similares al final del estudio. Se puede observar una mayor correlación entre la concentración de antocianos totales con la capacidad antioxidante, debido a la mayor proporción de éstos en el vino tinto. Debe considerarse además el sinergismo entre todos los polifenoles presentes en el vino sobre la capacidad antioxidante total de éste.
Efecto benéfico del fruto de calafate sobre factores de riesgo asociados a enfermedad cardiovascular, mediante un ensayo de intervención nutricional y una estrategia metabolómica basada en UHPLC-QTOF/MS.
(Universidad de Concepción., 2022) Olivares Caro, Lia Paz; Mardones Peña, Claudia; Radojkovic Navarro, Claudia Pamela
La enfermedad cardiovascular corresponde a una de las primeras causas de muerte en Chile y en el mundo, siendo un problema de salud pública. Se ha descrito que los polifenoles podrían participar en la prevención de las enfermedades crónicas a través de una disminución del estrés oxidativo. En esta tesis, desarrollando un estudio metabolómico basado en UHPLC QTOF-MS complementado con ensayos in vitro e in vivo y la determinación de marcadores proteicos de estrés oxidativo e inflamación, se construyó una plataforma para el estudio holístico del efecto del consumo de calafate, en el contexto de la patología cardiovascular, siendo este fruto rico en polifenoles. Como resultado hemos demostrado que el extracto de calafate es capaz de disminuir el estrés oxidativo en un modelo de células endoteliales y en LDL humana, así como también provocar un cambio en el metaboloma de ratones alimentados con una dieta alta en grasa, cambios que son asociados al efecto protector de la ingesta de calafate frente a factores de riesgo de la patología cardiovascular. El estudio metabolómico incluyó el análisis de muestras de plasma y de tejido cardiaco, encontrando que el efecto es a nivel de parámetros asociados a estrés oxidativo, disfunción endotelial y peroxidación lipídica, activando el ciclo de Krebs y la oxidación de ácidos grasos.
Estilbenoides y proantocianidinas en sarmientos de vides caracterización, incidencia de las condiciones de guarda post-poda, actividad antioxidante y antiproliferativa en células cancerosas.
(Universidad de Concepción., 2018) Sáez Pulgar, Vania Stephanie; Mardones Peña, Claudia; Von Locfhow, Dietrich Von Baer
Los sarmientos de vides son residuos lignocelulósico que se producen anualmente en los viñedos durante la poda invernal. Debido a los altos niveles de (E)-resveratrol, se han propuesto a los sarmientos como una fuente de estilbenoides. Debido a la carencia de estándares de estilbenoides oligoméricos, éstos se purificaron a través de CPC y HPLCsemi. preparativa desde un extracto de sarmientos de Pinot Noir, obteniéndose 12 estilbenoides: (E)-ε-viniferina, (E)-resveratrol, (E)-piceatanol, ampelopsin A, vitisina B, (E)-δ-viniferina, (E)-ω-viniferina, pallidol, scirpusina A, isorapontigenina, (E)-trans-cismiyabenol C y un nuevo estilbenoide, denominado iso-scirpusina A. La identidad de los oligoestilbenoides se confirmó a través de HPLC-Q-Tof y mediante 1H- NMR, 13C-NMR, 1H-HCOSY, 1H-13C-HSQC. Los oligoestilbenoides aislados presentaron una mayor capacidad antioxidante in vitro a través de ORAC-FL que (E)-resveratrol. (E)-piceatannol exhibe efecto in vitro antiproliferativo a través del ensayo MTT sobre líneas celulares cancerosas humanas (SK-MES-1, AGS, J82), este efecto no es apreciable sobre la línea celular humana normal (MRC-5). Ampelopsina A muestra un efecto antiproliferativo mayor que (E)-resveratrol en la línea celular J82 de cáncer de vejiga. Sorprendentemente, el incremento de los estilbenoides en sarmientos es gatillado por la poda. La magnitud de dicho incremento en el sarmiento metabólicamente activo depende de las condiciones en la guarda post-poda. Para evaluar la evolución de los estilbenoides así como de las procianidinas, una familia de (poli)fenoles asociados con efectos beneficiosos para la salud, se desarrolló y aplicó en tres cultivares de vides un método HPLC-DAD-FL para la cuantificación rápida, selectiva y sensible, empleando tecnología de columna de núcleo sólido y un método HPLC-DAD-FL-MS/MS para la identificación. A 60 % de humedad relativa, se obtiene el doble de (E)-resveratrol para el mismo cultivar en comparación a los sarmientos que se almacenaron en 70 % de humedad relativa. (-)- epicatequina disminuye sus niveles durante el almacenamiento post-poda hasta un 75%. por lo que la humedad relativa es una variable importante a considerar en el almacenamiento post-poda de los sarmientos, además del tiempo de guarda, temperatura y longitud del trozo de sarmiento. Explorando nuevas opciones con mayor poder de separación, se desarrolló y optimizó un método cromatográfico bidimensional (HILIC x RP)-DAD-MS/MS, obteniéndose con una buena separación, capacidad de peak (842) y ortogonalidad (A0 = 78%). Se separaron 81 compuestos, entre los que destacan estilbenoides altamente polimerizados así como prodelfinidinas y procianidinas oligoméricas reportadas por primera vez en sarmientos de vides.
Fotoelextroxidación de compuestos disruptores endocrinos de origen esteroidal con electrodos de Ti/RuO2 – Acero inoxidable y evaluación de actividad estrógenica en muestras sintéticas.
(Universidad de Concepción., 2019) Diaz Solis, Naysa Agneli; Peña Farfal, Carlos
Para lograr la mejor degradación foto y electroquímica de Estriol (E3) y Etinilestradiol (EE2) utilizando electrodo Ti/RuO2-Acero inoxidable, fue necesario realizar estudios preliminares, donde se evaluaron de forma univariada el efecto del pH; concentración de sustrato y electrolito soporte, potencial, configuración de puente salino, volumen de reactor, fuente de Luz , logrando buenos resultados a concentraciones de 500 μg L -1 de sustrato, volúmenes de 90 mL de solución, puente salino de 30 cm de longitud, voltajes entre 0,8 -3 A, concentración de Na2SO4 de 0,1 M, pH entre 6 -10, lámpara UV 125 W. Seguido a los estudios preliminares, se seleccionaron las variables; concentración de Na2SO4 (0,05-2,5 M), Voltaje (0,6-3) y pH (4-10), para realizar optimizaciones mediante la metodología de superficie de respuesta (MSR). Las condiciones óptimas encontradas para la degradación de 500 μg L-1 de solución de E3 y EE2, fueron: pH 10, concentración Na2SO4 0,05 M/0,1353 M, voltaje 1,6/1,5 A, obteniendo degradaciones de 47-64 % (E3/EE2) por Electroxidación, 85-95% (E3/EE2) por Fotoelectroxidación, con mineralizaciones de un 29 % (Electroxidación) y 84% (Fotoelectroxidación). Además, se realizaron pruebas post tratamiento que dieron cuenta de la efectividad del tratamiento aplicado (E-Screen), los cuales mostraron casi nula estrogenicidad a los 180 minutos de reacción por Fotoelectroxidación a diferencia de Electroxidación donde la actividad estrogénica es predominante hasta finales de la reacción. Los resultados obtenidos por los procesos electroquímicos fueron comparados con el tratamiento Foto Fentón, el cual al igual que los anteriores fue optimizado para la degradación de E3 y EE2, logrando las mejores condiciones de degradación a una concentración de 4-5 mg L-1 de H2O2 y Fe (II), con degradaciones de 82-90 % (E3/EE2) y mineralizaciones de un 31%. Por último, se evaluó la extracción de los analitos por Microextracción por sorción con disco rotatorio (RDSE), desde aguas servidas, logrando los mejores resultados bajo las siguientes condiciones: 100 mg de fase HLB, un volumen de 100 mL de muestra, velocidad de rotación para el disco de 3000 rpm, tiempo de extracción y desorción superiores a una hora. Bajo estas condiciones se obtuvieron recuperaciones superiores al 87 %, con coeficientes de variación inferiores al 10%. Los límites de detección de estas hormonas en HPLC-DAD fueron de 1,6 µgL -1 para Estriol y de 1,4 µg L -1 para Etinilestradiol. La determinación y cuantificación de hormonas en aguas servidas arrojo como resultado la presencia de Estriol y 17 α- Etinilestradiol a concentraciones de 103-75 μg L-1 en afluente, y concentraciones de 0,56-0,7 μg L-1 en aguas provenientes del tratamiento secundario, por lo que se justifica el presente estudio.

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