Química
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Item Análisis del efecto del aceite esencial lippia origanoides sobre el crecimiento planctónico del staphylococcus epidermidis mediante análisis metabolómico(Universidad Industrial de Santander, 2023-07-28) Chánaga Paredes, Karol Melissa; Hidalgo Bucheli, William Fernando; Cáceres Ortiz, Marlon Yesid; Bautista Ardila, Gerardo; Méndez Sánchez, Stelia Carolina: Staphylococcus epidermidis hace parte de las diez bacterias intrahospitalarias más frecuentes con resistencia a antibióticos actuales, debido a los distintos mecanismos de supervivencia que dicho microorganismo ha generado. Esta problemática se registra a nivel mundial, por lo que el estudio y validación de nuevos agentes antimicrobianos resulta necesario. De hecho, de estudios de alternativas antimicrobianas, en la última década, se han destacado los aceites esenciales, los cuales están constituidos por metabolitos secundarios que presentan una actividad antimicrobiana destacable y pueden afectar la integridad de los microorganismos patógenos, superando la resistencia bacteriana. En consecuencia, el presente proyecto buscó analizar el efecto del aceite esencial de Lippia origanoides, quimiotipo timol (LOT-II) sobre las rutas biosintéticas en el crecimiento planctónico de la bacteria Staphylococcus epidermidis ATCC 51625. Para ello, se realizó un análisis de cromatografía líquida de ultra alta eficiencia acoplada con espectrometría de masas de alta resolución (UHPLC/HRMS) del crecimiento planctónico de Staphylococcus epidermidis. Para poder determinar las rutas metabólicas afectadas, se tomó un enfoque metabolómico no dirigido y se utilizaron programas como XCMS, MetaboAnalyst y Xcalibur. La identificación presuntiva de metabolitos se logró por el software online CEU mass mediator junto con la base de datos MassBank, HMDB, ScinFinder-N y Pubchem.Finalmente, se pudo determinar que el aceite esencial Lippia origanoides presenta una actividad antimicrobiana en rutas importantes como lo es el ciclo del ácido tricarboxílico, metabolismo de las purinas, metabolismo de arginina y prolina y el metabolismo de la L-fenilalanina.Item Elaboración de biopolímeros a partir de almidón de maíz reforzados con fibras de celulosa(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-16) Marín Fontecha, Angie Yisley; Gutierrez Gallego, José Carlos; Bautista Ardila, Gerardo; Combariza Montañez, Marianny YajairaLa producción masiva de productos plásticos ha contribuido significativamente al actual estado de la contaminación mundial, haciendo necesario buscar alternativas para modificar y reemplazar los materiales poliméricos que dominan el mercado. Desde hace algunas décadas, científicos de todo el mundo se han enfocado en el desarrollo de materiales biodegradables, es por esto por lo que esta investigación está encaminada al desarrollo de un plástico biodegradable utilizando como precursor principal almidón de maíz y plastificantes tales como: glicerina, carboximetilcelulosa (CMC), ácido acético y agua. A pesar de que este tipo de materiales biodegradables presentan varias desventajas en comparación con aquellos que son derivados del petróleo, muchas investigaciones actualmente se enfocan en la búsqueda de mejores propiedades mecánicas y disminución de costos de producción. En ese sentido, para este proyecto se fabricó un bioplástico al que se le añadieron fibras de celulosa extraídas del papel periódico post-consumo para mejorar sus propiedades mecánicas sin afectar significativamente su costo de producción. Como producto de la investigación, la película de bioplástico con las mejores características obtenidas está constituida por 7,14% de almidón, 2,14% de glicerina, 71,43% de agua, 7,14% de carboximetilcelulosa, 6,78% de ácido acético y 5,35% de papel periódico post-consumo. La temperatura óptima a la cual se da el proceso es de 64°C. Si bien este bioplástico puede pasar varios meses e incluso años sin mostrar indicios de descomposición en un ambiente seco, al exponerlo en un entorno húmedo, estos se hacen visibles en menos de una semana.Item Electrodos serigrafiados de nanopartículas de oro modificados con peroxidasa de planta dormidera (mimosa púdica) para la detección electroquímica de peróxido de hidrógeno(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-26) Blanco Prada, Juan José; Castillo León, John Jairo; Cano Calle, Herminsul de Jesús; Bautista Ardila, Gerardo; Mejía Ospino, EnriqueEn este trabajo se extrajo la peroxidasa de las hojas de la dormidera (Mimosa pudica) y fue parcialmente purificada utilizando el método de reparto bifásico con PEG (12000) 14% y (NH4)2SO4 al 10%, se utilizaron amicones de 10000 KDa para concentrar la enzima. Este proceso consiguió aumentar el valor de la actividad especifica y volumétrica hasta 4.1588 (U/mL) y 9.357 (U/mg) con un factor de purificación 15. La peroxidasa de dormidera (PMP) se caracterizó bioquímicamente, midiendo su estabilidad frente a pH en lo cual conservo un 60% de su actividad a pH 6. De igual manera se midió la actividad a diferentes temperaturas conservando su actividad en un 85% a una temperatura de 50 °C. Finalmente, se midió la respuesta electroquímica del Electrodo serigrafiado de nanopartículas de oro (SPGE) modificado superficialmente con PMP con el peróxido de hidrógeno, utilizando voltamperometría cíclica (VC), utilizando el extractó purificado de ultrafiltrado. Redujo el H2O2 a potenciales de puntos catódicos de -0.535 v y una relación Ipc/Ipa de 8.318 y presento un comportamiento quasi-reversibles. Teniendo en estos resultados, estabilidad en rangos de pH en medios ácidos y no una temperatura tan alta, pero teniendo muy buenos resultados en su reducción del H2O2 al modificar los electrodos demostrando un alto potencial para aplicaciones en biosensores donde no sea un factor importante las altas temperaturas o el trabajo en medios básicos.Item Estudio de la actividad bio-electroquímica de la peroxidasa de batata (Ipomoea batatas) inmovilizada sobre electrodos de óxido de grafeno.(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-26) Vega León, Miguel Ángel; Castillo León, John Jairo; Cano Calle, Herminsul de Jesús; Hidalgo Bucheli, William Fernando; Bautista Ardila, GerardoLa detección de peróxido de hidrógeno (H₂O₂) es un tema de gran interés en la actualidad. Por ello, desarrollar métodos eficientes y sensibles resulta fundamental para diversos campos como la medicina, el medio ambiente, la biología, entre otros. En este trabajo se presenta un enfoque novedoso, en el que se utilizan electrodos serigrafiados de óxido de grafeno (ESOG), modificados con extracto de peroxidasa de cáscara de batata (PCB), para la detección electroquímica de H₂O₂. Esta inmovilización favorece una transferencia de electrones eficiente, lo que se refleja en un aumento y mejora del desempeño electrocatalítico del sensor. Se determinó que la PCB presenta una actividad específica de 478 U/mg, una termoestabilidad a 60 °C, un pH óptimo de 8,0 y una constante de inactivación (Kinact) de 7,02 × 10⁻³ min⁻¹. Para caracterizar el desempeño electroquímico de los ESOG, se utilizó voltamperometría cíclica. Este sensor innovador, diseñado a partir de la incorporación de PCB en un electrodo de óxido de grafeno, representa una herramienta potencial para la detección electroquímica de H₂O₂ en muestras reales. En conclusión, este trabajo introduce una estrategia efectiva y versátil para la detección de H₂O₂ mediante el uso de PCB/ESOG, abriendo nuevas posibilidades para el desarrollo de técnicas analíticas avanzadas aplicables en biología y otros campos.Item Implementación de una estrategia de aprendizaje guiada por preguntas y evaluada por medio de un cuaderno electrónico para los laboratorios de fisicoquímica de la Escuela de Química(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-16) Rueda Quintero, Daniela Patricia; Ríos Angarita, Fabián Alirio; Martinez Morales, Jairo Rene; Bautista Ardila, GerardoEsta investigación tiene como objetivo implementar el modelo POGIL-PCL asistido por un ELN basado en un software wiki.js en estudiantes de Química adscritos al curso de laboratorio de fisicoquímica II de la Universidad Industrial de Santander primer y segundo semestre del 2022. Se empleó la herramienta Wiki.Js para la recolección de datos y un marco de evaluación LEPO para analizar las interacciones entre el estudiante, el instructor, la herramienta y el proceso de aprendizaje. Los resultados indican: (1) La adaptación de Wiki.Js como ELN fomenta la alfabetización digital y se puede emplear en un entorno de aprendizaje; (2) se aplicó los lineamientos POGIL-PCL para desarrollar el taller de Capacidad calorífica molar de un gas, el taller fomenta el pensamiento crítico de los estudiantes y trabajo grupal. Además, se obtuvo resultados experimentales reproducibles de ᵞ, Cp, Cv, en los montajes de expansión adiabática y tubo de Kundt; (3) la implementación de esta estrategia favoreció el trabajo colaborativo, asignación de roles y fomentó la participación activa de los estudiantes y el instructor. Con estos resultados se concluye que esta implementación favorece el proceso de aprendizaje, potencia el pensamiento crítico, el aprendizaje activo, constructivo y colaborativo de los estudiantes. Además, se demostró el efecto de la herramienta Wiki.Js para la organización y seguimiento del desarrollo de los ciclos de aprendizaje.Item Planeación e implementación del Sistema Globalmente Armonizado (SGA) en el laboratorio de calidad de la empresa Alimento Balanceado para Animales (ABA)(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-03) Amado Suárez, Angie Yulieth; Vargas Fiallo, Luz Yolanda; Tarazona Malaver, Angela María; Bautista Ardila, Gerardo; Ewert de Geus, Claude Andre AdolpheLa implementación del Sistema Globalmente Armonizado y Etiquetado de Productos Químicos (SGA) en el sector industrial entró en vigencia desde el 6 de agosto de 2018 con el Decreto 1496; la adaptación de los laboratorios es un requisito en materia de seguridad química y de salud a los trabajadores. En este trabajo se llevó a cabo la implementación del SGA en el laboratorio de calidad de la empresa ABA, la metodología usada se basó en la actualización del inventario químico, fichas de seguridad, control sobre las sustancias, almacenamiento según compatibilidades, análisis de riesgos en los procedimientos y etiquetado de residuos peligrosos. Finalmente, se adoptó el SGA y se capacitó el personal de trabajo familiarizándolo con los peligros y precauciones en el manejo, almacenamiento y disposición de residuos.Item Práctica empresarial: validación de un método analítico por espectroscopía de absorción atómica para la determinación de cd, cr, cu y zn en suelos, lodos y sedimentos(Universidad Industrial de Santander, 2023-05-31) Martinez Vega, Yenifer Liceth; Gutierrez Gallego, Jose Carlos; Morales Aparicio, Estefani; Vargas Fiallo, Luz Yolanda; Bautista Ardila, GerardoDebido a diferentes actividades antropogénicas, hoy en día evidenciamos gran contaminación ambiental y el deterioro de muchos ecosistemas correlacionados directamente con nuestras necesidades humanas. La contaminación causada por metales tóxicos en suelos, lodos y sedimentos poco se ha considerado aún ambiental y jurídicamente. Ignorando así, su relación directa con la degradación y muerte de vegetación, contaminación de ríos y aguas subterráneas y los efectos nocivos en la salud causados por estos. Según la NTC ISO/IEC 17025:2017 es necesario realizar un proceso de validación a cada uno de los métodos analíticos a implementar en un laboratorio, demostrando a través de evidencia objetiva y experimental la competencia y dominio del método por parte del laboratorio, así como la confiabilidad y calidad de los resultados. Para la determinación de Cadmio, Cromo, Cobre y Zinc en suelos, lodos y sedimentos se consideró el método de digestión ácida bajo la norma US-EPA 3050B, y la técnica de espectrofotometría de absorción atómica por llama US-EPA 7000B. Teniendo en cuenta los rangos de linealidad para cada metal y el análisis de diferentes blancos fortificados a rango bajo, se establecieron los límites de cuantificación experimentales. Con el análisis de materiales de referencia certificados de cada matriz, se determinó el sesgo para cada uno de los metales. La precisión se determinó con muestras reales derivadas de una PTAR. La evaluación de t-student corroboró la veracidad del método analítico. También fue posible realizar comparaciones de dos métodos de digestión EPA 3051A y EPA 3050B, de las cuales se pudo concluir que no existen diferencias significativas entre las varianzas de estos dos métodos. Finalmente, se logró bajo evidencia objetiva y fidedigna concluir que el método validado es apto para la determinación de metales Cadmio, Cromo, Cobre y Zinc en las matrices suelos, lodos y sedimentos.Item Validación del nitrógeno total y amoniacal en fertilizantes sólidos y líquidos por el método Kjeldahl(Universidad Industrial de Santander, 2025-05-29) Quintero Barón, Sebastián; Vargas Fiallo, Luz Yolanda; Bautista Ardila, Gerardo; Castillo Leon, Jhon JairoDescripción: Los fertilizantes son compuesto químicos o naturales que se añaden al suelo para suministrar sustancias nutritivas para el crecimiento de las plantas. En la agricultura, el suelo es la base fundamental para los propósitos productivos de alimentos y la conservación de los ecosistemas, sin embargo, muchos suelos carecen de los nutrientes esenciales que las plantas requieren para desarrollarse de manera óptima. En consecuencia, esta investigación se trató de la validación del nitrógeno presente en fertilizantes sólidos y líquidos y el cómo esto tiene relevancia en la industria agrícola, ya que el nitrógeno es uno de los nutrimentos que se caracteriza por que en el suelo está sometido a una permanente dinámica de transformación y síntesis de carácter bioquímico, que incluye procesos de ganancia y pérdida del elemento en periodos relativamente cortos. La metodología fue de tipo experimental, con los parámetros establecidos en el método Kjeldahl para la validación del nitrógeno total y amoniacal, a partir de ensayos fundamentados en los requisitos de la norma NTC 370 del 2011 y la 4500-NH3 B del Standard Methods. En términos generales la muestra para el desarrollo investigativo tuvo en cuenta los fertilizantes minerales que se pueden presentar en forma sólida o líquida y se encuentran clasificados en los siguientes grandes grupos: nitrogenados simples, fosfatados simples, potásicos simples, abonos compuestos (complejos y de mezcla), abonos con nutrientes secundarios y abonos con micronutrientes. En conclusión, se demuestra el cumplimiento de los parámetros establecidos en el método Kjeldahl para la validación del nitrógeno total y amoniacal haciendo uso de las figuras de mérito como exactitud, precisión, límite de detección, límite de cuantificación e incertidumbre, verificando los criterios de aceptación.