Examinando por Autor "Arango Velásquez, Juan Pablo"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Evaluación del uso de aptámeros para el desarrollo de un biosensor basado en carbon dots para la detección de pesticidas organofosforados en agua
    (Universidad EIA, 2021) Ramírez Villegas, Valentina; Gaviria Arroyave, Maria Isabel; Arango Velásquez, Juan Pablo
    RESUMEN: Los pesticidas organofosforados son ampliamente utilizados en la industria agrícola para la mejora de la producción de los cultivos, sin embargo, se estima que apenas el 1% de la cantidad de pesticida aplicado en el área de interés es realmente aprovechado por las plantas y el resto se convierte en un contaminante ambiental que puede llegar fácilmente a los cuerpos de agua por escorrentía. Aunque actualmente se utilizas técnicas confiables basadas en cromatografía para la detección de dichos contaminantes, estas suelen ser tediosas dado que necesita de personal altamente calificado y equipos robustos que inviabilizan la caracterización de muestras en campo. Por esto, a lo largo del tiempo se ha incrementado el interés por el desarrollo de tecnologías que permitan la detección de dichos contaminantes de manera precisa, portable y en tiempo real para evitar los efectos adversos que estas sustancias puedan llegar a producir en los ecosistemas y hacia la salud humana. Los biosensores poseen el potencial para superar estas limitaciones de las tecnologías tradicionales y existe gran cantidad de producción literaria enfocada en la capacidad de detección de estos dispositivos para diversas moléculas analito, incluidos los pesticidas. Del mismo modo, se ha aumentado el interés por el uso de aptámeros como biorreceptor para el desarrollo de biosensores, los cuales son oligonucleótidos monocatenarios de secuencias cortas generados mediante un proceso in vitro, ya que posee mayor selectividad en comparación con el uso de anticuerpos o enzimas. En este trabajo se evaluó el uso de aptámeros para el desarrollo de un biosensor basado en carbon dots para la detección de pesticidas organofosforados, para lo cual se aplicó una metodología divida en tres fases, en la primera se realizó una revisión bibliográfica para identificar las condiciones que influyen en el desempeño de los aptámeros en los procesos de detección, en la segunda se realizaron protocolos experimentales para determinar la estrategia de detección más adecuada del sistema aptámero-carbon dots, por último, se evaluó la respuesta del sistema a diferentes concentraciones de los pesticidas organofosforados clorpirifos y profenofos. Con lo anterior, se logró con éxito la conjugación entre los aptámeros y los carbon dots mediante la caracterización por espectroscopia UV VIS, espectroscopia de fluorescencia y microscopia electrónica de transmisión (TEM). También, se encontró que las mejores condiciones de detección se presentaban con el uso de óxido de grafeno como agente modulador de fluorescencia y se realizaron pruebas para determinar la concentración mediante la cual se lograba una inactivación de la fluorescencia de los carbon dots más eficiente. Por último, se evaluó la respuesta de recuperación de señal de fluorescencia del sistema aptámero-carbon dots al exponerse a diferentes concentraciones de los analitos, en donde se identificó una tendencia de recuperación de fluorescencia proporcional al aumento de las concentraciones de los pesticidas.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Nanopartículas de oro como interruptor de fluorescencia para Carbon Dots sintetizados a partir de biochar
    (Universidad EIA, 2021) Camacho Navas, Maria Camila; Barrientos Urdinola, Kaory; Arango Velásquez, Juan Pablo
    RESUMEN: Los Carbon Dots (CDots) son materiales nanométricos con características como estabilidad fotoquímica y fisicoquímica, facilidad de modificación de su superficie y fluorescencia, que los hace una opción deseable para ser usados en el diseño de biosensores (Farshbaf et al., 2018). Sin embargo, para brindarles la especificidad a estas nanopartículas de presentar cambios en su fluorescencia únicamente por el analito de interés, es necesario ponerlo a interactuar con otro material que tenga propiedades de atenuación de dicha fluorescencia (Zu et al., 2017). Las nanopartículas de oro (AuNPs) han sido utilizadas previamente con éxito como atenuadores de fluorescencia de CDots en el diseño de biosensores (Xu et al., 2018; Yupeng et al., 2014). Sin embargo, debido a que las características de estos 2 nanomateriales varían según su fuente y método de síntesis, no se puede asegurar que, con el uso de CDots y AuNPs diferentes a los reportados, esta interacción funcione (Qin et al., 2019). Por tal motivo, este trabajo se basó en la evaluación de la extinción de fluorescencia producto de la interacción de CDots provenientes de Elaeis guineensis con AuNPs. Para ello, se sintetizaron y caracterizaron AuNPs a partir del método de reducción química, utilizando tomate de árbol como agente reductor y estabilizante de la reacción. Para su producción y posterior uso como moduladores de fluorescencia de CDots, se modificaron variables en el proceso de síntesis como la concentración del extracto y la temperatura. Esto permitió obtener AuNPs con un pico de absorbancia a 533 nm, potencial ζ de -10.61 ± 0.67 mV y diámetro hidrodinámico por volumen máximo entre 100-200 nm dado por evaluación DLS. Estos nanomateriales fueron comparados con los obtenidos a través del método Turkevich tradicional, que utiliza el citrato de sodio como agente reductor y estabilizante. De esto, se concluyó que el método Turkevich permite obtener AuNPs con las mejores características para atenuar la fluorescencia de los CDots, de acuerdo con las AuNPs utilizadas en la actualidad como extintores de fluorescencia. Finalmente, partiendo de la metodología de síntesis de AuNPs seleccionada se evaluó su interacción con CDots conjugados con Anti-BSA, modificando variables de pH de la solución de las AuNPs y relación v/v de la reacción. Así, se obtuvo que para un pH de la solución de AuNPs de 6.67 y una relación v/v de AuNPs:CDots (con la solución de CDots a 500 ppm) hay una extinción de fluorescencia del 27.3 %. Concluyendo así, que las AuNPs si funcionan como extintores de fluorescencia para CDots provenientes de Elaeis guineensis.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Síntesis y caracterización de carbon-dots a partir de una fuente renovable
    (Universidad EIA, 2021) Ríos Quintero, Carlos Daniel; Jaramillo Grajales, Marisol; Arango Velásquez, Juan Pablo
    RESUMEN: Los Carbon-Dots (C-Dots) son nanopartículas fluorescentes que están formadas mayoritariamente por elementos de carbono, su atractivo se encuentra en propiedades como su fluorescencia, biocompatibilidad y bajo costo de obtención, esta última es gracias al aprovechamiento de productos de desecho o materia orgánica de origen vegetal (biochar). Este trabajo de grado tiene como objetivo obtener C-Dots a partir de biochar de Elaeis guineensis (palma africana de aceite) por medio de síntesis verde para su potencial uso; para esto se llevaron a cabo diferentes métodos de producción de materiales nanométricos y se evaluó el efecto tanto de la naturaleza del precursor de carbono, como las variaciones de tiempo de carbonización y método utilizado para la síntesis (horno, autoclave y microondas), en las propiedades finales de los C-Dots. Además de esto, se compararon los resultados alcanzados con otro tipo de C-Dots altamente estudiados y estandarizados como los obtenidos a partir de ácido cítrico y se evaluó el impacto de un precursor de nitrógeno en las propiedades ópticas de estos últimos, utilizando técnicas de caracterización como la espectrofotometría de fluorescencia, que mide su intensidad y emisión de luz; potencial ζ, para la estabilidad coloidal; dispersión de luz dinámica, para el tamaño de las partículas y espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier para conocer los grupos funcionales en su superficie. También, a través de una revisión sistemática de la literatura se buscó analizar la importancia de los C-Dots en las últimas décadas, encontrando gran cantidad de aplicaciones en distintas áreas que no son solo científicas sino también prácticas como partes de dispositivos emisores de luz (LEDs), debido a la versatilidad que este tipo de tecnología posee. Cabe señalar, que los C-Dots obtenidos pueden ser potencialmente utilizados en aplicaciones como diagnóstico y tratamientos de enfermedades como el cáncer, tratamiento de aguas residuales e incluso fabricación de componentes electrónicos, debido a la semejanza de las propiedades obtenidas con los requerimientos de cada aplicación
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    PublicaciónAcceso abierto
    Sistema para la detección de plaguicidas organofosforados basado en carbon dots y acetilcolinesterasa
    (Universidad EIA, 2022) Godin Regino, Ana Rosa; Vega Saéz, Daissy Carolina; Gaviria Arroyave, María Isabel; Arango Velásquez, Juan Pablo
    RESUMEN: Con el paso de los años el uso de pesticidas organofosforados ha sido cada vez más evidente y no solo en sectores de producción agrícola, sino también en entornos domésticos. Esto condujo a un uso indebido y excesivo de estos químicos, lo cual trajo consigo una gran contaminación de suelos y fuentes hídricas. La ingesta de estas sustancias por parte del ser humano puede generar una intoxicación con consecuencias importantes a nivel del sistema nervioso, muscular y respiratorio. El siguiente proyecto de investigación pretende plantear un método de desarrollo para un sistema de detección de pesticidas organofosforados en aguas implementando el uso del nanomaterial Carbon dots y a su vez la integración con la enzima acetilcolinesterasa con el fin de ser útil para la detección de estos pesticidas en zonas de difícil acceso, en las cuales no se puede llevar e implementar alta tecnología de detección. Como primera fase del proyecto, se obtuvo un nanomaterial carbonoso con mejoras en sus propiedades físicas, encontrando que la temperatura de congelación previa al proceso de liofilización tiene un efecto directo en la intensidad de fluorescencia de los Carbon dots. Posterior al proceso de desarrolló del sistema de detección en fase sólida de tipo flujo lateral usando la enzima acetilcolinesterasa como biorreceptor y el óxido de grafeno como modulador de la fluorescencia de los Carbon dots se encontró que el método de inmovilización de adsorción es útil para la inmovilización en fase sólida. Finalmente, a través de pruebas experimentales de dicho sistema se evaluó su desempeño frente a las concentraciones mínimas permitidas por la legislación colombiana para pesticidas en aguas de consumo humano. De lo anterior, se obtuvo un sistema de detección en fase sólida de flujo lateral que en la actualidad presenta diversos retos y mejoras ya que no detectó, pero del cual se pudieron plantear mejoras como la utilización de materiales diferentes para el ensamble del ensayo.