Autores
Ceron, M. (UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER) ; Amaya, D. (UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER) ; Blanco, C. (UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER) ; Combariza, M. (UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER)
Resumo
Puntos cuánticos (QDs) de TG-CdSe se sintetizaron y caracterizaron mediante
técnicas espectroscópicas XRD, TEM e IR-ATR. La evaluación del nanomaterial en la
detección de cadmio se estudió mediante UV-Vis y espectroscopia de fluorescencia,
determinando el límite de detección, selectividad, reutilización, estabilidad y
efecto del pH. Con el fin de obtener un bionanocomposito como sensor sólido para
facilitar su portabilidad, practicidad y bajo costo para la detección del metal de
interés, se inmovilizaron los QDs CdSe-TG sobre nanofibras de celulosa oxidada
provenientes de fibras de fique. Las nanofibras de celulosa oxidada, así como el
bionanocomposito se caracterizaron y evaluaron su potencial de detección mediante
el uso de las técnicas antes mencionadas.
Palavras chaves
Puntos cuánticos; Quimiosensor; Nanocelulosa
Introdução
En la industria de alimentos, existen diversos Codex alimentarios que regulan el
contenido de componentes y aditivos químicos con efectos nocivos sobre la salud
humana. Por esta razón, la determinación de estas sustancias es fundamental para
la comercialización de los productos alimenticios que las contienen. El
departamento de Santander produce el 42% del cacao en el país (Federación
nacional de cacaoteros, 2020), que en su mayoría se exporta al mercado
norteamericano y europeo. La presencia de metales pesados en cacao,
particularmente de cadmio, está regulada por el Codex Alimentario en límites de
0.8 ppm (UE reglamento No. 488, 2019). La zona cacaotera del departamento de
Santander se caracteriza por tener suelos con alto contenido de cadmio, por lo
que la detección y el monitoreo de este metal pesado en las matrices asociadas
al cultivo de cacao santandereano son de gran importancia (Joya Barrero et al.,
2021). Dentro de las técnicas tradicionales para la detección de metales pesados
se encuentran métodos robustos como espectroscopia de absorción atómica, ICP-
OES, o XRF (Skoog et al., 2008). Sin embargo, estos análisis están sujetos a
procedimientos laboriosos en laboratorios químicos certificados. Por lo cual, se
incrementa el tiempo empleado para su análisis y el costo de su ejecución. El
desarrollo de nuevos materiales para la detección de cadmio que permitan hacer
mediciones in situ conforman una alternativa práctica para entes relacionados
con esta actividad económica. La nanotecnología ha permitido el desarrollo de
nanopartículas de QDs como sensores químicos selectivos. A pesar de sus
limitaciones, la inmovilización en matrices poliméricas como la celulosa se
presenta como una estrategia para superar dichas limitaciones (Hrubesh, 1998).
Material e métodos
Se desoxigenó agua desionizada mediante burbujeo con argón para ser utilizados
en soluciones posteriores. Se obtuvo una solución acuosa mezclando dihidrato de
acetato de cadmio con tioglicerol (TG) como estabilizador en agua desionizada
con agitación continua en atmósfera de argón. El pH de la mezcla resultante se
ajustó a 11,2 con NaOH 2 M. Se preparó una solución acuosa de Na2SeO3 y se
inyectó en la mezcla de pH controlado de Cd2+ y TG con agitación continua a 100
oC en atmósfera de argón. Una solución del agente reductor NaBH4 se inyectó
rápidamente con una jeringa. La aparición de color amarillo indica la formación
de CdSe-TG. Fijamos 12, 18 y 24 horas como tiempo de reacción. Los QD se
aislaron por precipitación en isopropanol. El precipitado se filtró y se secó a
24 °C durante 24 horas.
Para la síntesis del bionanocomposito se utilizó la solución inicial de TOCN al
1,34%. Se prepararon diluciones al 0,5% de TOCN. Se agregó CdSe-TG QDs a
diluciones de TOCN de 35 mL [300 ppm] y se agitó vigorosamente durante 1 hora
para garantizar una dispersión óptima. Finalmente, se colocaron en cubetas 2 ml
de soluciones de CdSe-TG@TOCN y se liofilizaron para obtener los sensores en
aerogel CdSe-TG@TOCN.
Resultado e discussão
Los quimiosensores fueron sometidos a pruebas por espectroscopia Uv-Vis con el
objetivo de establecer el comportamiento de sus propiedades ópticas como sensor y
su respuesta frente a la detección de cadmio. Los aerogeles obtenidos a partir de
las dispersiones de los sensores CdSe-TG 18h y 24h en nanocelulosa oxidada (TOCN)
no mostraron respuesta en la detección de Cadmio. Por otro lado, los
bionanocompositos CdSe-TG 12h@TOCN mostraron una respuesta de aumento de la
absorbancia a medida que la concentración de cadmio en el medio fue aumentada.
Respuesta del quimiosensor CdSe-TG 12h@TOCN en diferentes concentraciones de cadmio
Respuesta del quimiosensor CdSe-TG 18h@TOCN frente a diferentes concentraciones de cadmio.
Conclusões
Se sintetizó y caracterizó un bionanocomposito a partir de la dispersión de QDs
en soluciones acuosas de TOCN. Las propiedades ópticas del bionanocomposito
permitieron la detección de iones de cadmio en matrices acuosas.
Se evidencio el potencial del biquimiosensort CdSe-TG 12h@TOCN como sensor sólido
y práctico en la detección de cadmio. En adición, los bionanocompositos CdSe 18h y
24h@TOCN no tuvieron resultados satisfactorios en la deteccion del metal de
interés.
Agradecimentos
Referências
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