De la síntesis a las aplicaciones bioquímicas y medio ambientales de sensores químicos de fluorescencia y nanopartículas metálicas

Resumen

En la presente tesis doctoral se han sintetizados diferentes sensores químicos fluorescentes los cuales se caracterizaron por las técnicas habituales. Con la intención de explorar sus capacidades sensoras hacia cationes metálicos y aniones en disolución, estado sólido y fase gas se realizaron diversos estudios espectroscópicos de absorción UV/Vis y emisión de fluorescencia, espectrometría de masas MALDI-TOF-MS y cálculos computacionales DFT. Con idea de mejorar este tipo de sensores fluorescentes se llevo a cabo la funcionalización superficial de nanopartículas metálicas de Au y Ag sintetizadas tanto medio orgánico como acuoso con sensores químicos de fluorescencia. Para ello se han modificado sintéticamente los ligandos emisivos con puntos de anclaje específicos, como grupos tiol, para favorecer la unión a los sistemas de nanopartículas estudiados. De esta forma se han obtenido nuevos sistemas híbridos emisivos los cuales poseen una ventaja adicional una vez que permite la monitorización espectroscópica de las bandas de absorción y emisión de los ligandos orgánicos así como las bandas de absorción características de los sistemas coloidales de nanopartículas metálicas conocida como banda plasmónica de resonancia superficial. Se estudiaron las capacidades sensoras de estos nuevos materiales frente a cationes metálicos contaminantes como mercurio y cadmio así como de moléculas orgánicas tóxicas como el dietilclorofosfato (precursor de gas Sarín). Estos sistemas fueron analizados tanto por técnicas espectrocópicas como mediante microscopia de transmisión electrónica (TEM). Por último se realizaron estudios de toxicidad de estos sistemas sintetizados en células y tejidos de la especie marina Gold Fish aprovechando para ello la emisión de fluorescencia de los propios sistemas y realizando un seguimiento de los mismos mediante microscopia de Fluorescencia. Se ha podido observar un efecto tóxico diferente en relación a la forma superficial de las nanopartículas.