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Activación física del raquis de la palma africana (elaeis guineensis) para la obtención de carbón activado
(Universidad Industrial de Santander, 2006) Bayona Ayala, Olga Lucia; Sanchez Soledad, Melba J.; Gutierrez, Gallego, Jose Carlos; Castillo Monroy, Edgar Fernando
El bagazo de la palma africana es un material lignocelulósico, obtenido en las plantas de tratamiento de aceite como subproducto de desecho, representando aproximadamente el 45% del total de la palma africana procesada. El uso y aplicación de estos materiales ha mantenido la atención de las autoridades ambientales y al sector privado empresarial ya que en los últimos años se han incrementado las exportaciones de palma africana, siendo los cultivos colombianos los primeros en Latinoamérica. Sin embargo de esta agroindustria solo se aprovecha alrededor del 10% quedando una gran cantidad de residuos, que van en aumento. Debido a la forma de procesar la palma, estos desechos causan un impacto ambiental negativo considerable en las regiones, ya que el bagazo no se utiliza directamente como abono orgánico, por que debe pretratarse para un compost. En este trabajo, se estudió la preparación de carbones activados empleando como precursor residuos fibrosos de la industria aceitera (ráquis de palma africana), mediante activación “física” en dos etapas usando dióxido de carbono, y vapor de agua como agentes activantes a diferentes temperaturas (89 – 400°C) y variando los tiempos de activación (hasta 240 min.). El acondicionamiento de las muestras se hizo mediante astillado, molido, tamizado y secado al aire, con el fin de unificar su contenido de humedad, y el tamaño de partícula en un diámetro que vario entre 1mm y 2 mm.
Actividad catalitica de la ftalocianina de cobalto (ii) intercalada en a-fosfato de circonio en la oxidacion del oleato de metilo con acido m-cloroperbenzoico
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Sarmiento Rondon, Maria Teresa; Diaz Uribe, Carlos Enrique; Niño Gómez, Martha Eugenia
En este trabajo se estudió la actividad del catalizador ftalocianina de cobalto (II) intercalada en a-fosfato de circonio, evaluado en la oxidación del oleato de metilo con ácido m-cloroperbenzoico como agente donador de átomos de oxígeno, en condiciones suaves de presión y temperatura. La ftalocianina de cobalto (II) fue sintetizada “in situ” en el sólido laminar a-fosfato de circonio a-Zr(HPO4).H2O, (a-ZrP). Los sólidos a-ZrP, a-ZrPCo y a-ZrPCoPc, fueron caracterizados por las técnicas espectroscópicas: UV-VIS, DRX, IR-FT, AA. Se evaluó el desempeño catalítico del a-ZrP, a-ZrPCo y a-ZrPCoPc en la oxidación de una mezcla de metil ésteres de ácidos grasos, se encontró una alta conversión del oleato y linoleato de metilo transcurridos los 240 min de reacción, con la conversión del ácido m-cloroperbenzoico a ácido m-clorobenzoico. Al analizar los resultados de la prueba cualitativa para determinar la presencia de radicales acilperoxi en la reacción de oxidación del oleato de metilo con ácido mcloroperbenzoico, catalizador a-ZrPCoPc y la N-fenil-1-naftilamina como inhibidor de radicales se observó que la actividad del catalizador a-ZrPCoPc en la conversión del oleato de metilo permaneció igual, indicando que no hay participación de radicales en el proceso catalítico y que el mecanismo se lleva a través de un proceso concertado. Los rendimientos de los productos identificados por CG-MS, el metil 9,10-epoxi-12- octadecenoato, el metil 9,10,12,13-diepoxiestearato y el metil 9,10-epoxiestearato, fueron bajos comparados con los productos de alto peso
Actividad insecticida de metabolitos de plantas medicinales que influyen en la bioenergética mitocondrial y la acetilcolinesterasa en larvas de mosquitos Aedes aegypti
(Universidad Industrial de Santander, 2023-05-23) Angarita Vergara, Daniela Zulay; Mendez Sanchez, Stelia Carolina; Vesga Gamboa, Luis Carlos; Duque Luna, Jonny Edward; Cano Calle, Herminsul de Jesús; Daza Espinosa, Martha Cecilia
Durante los últimos años, las epidemias de los virus del Zika, dengue y chikunguña han tenido un impacto significativo en la mayoría de las regiones tropicales y otros territorios donde está presente el vector Aedes aegypti; por ello, su efecto se ha convertido en una problemática de salud pública. La Organización Mundial de la Salud (OMS) notificó 3.110.442 casos de arbovirosis en el año 2022. Del total de casos, 2.803.096 (90.1%) fueron casos de dengue, 271.006 (8,7%) casos de chikunguña y 36.340 (1,2%) casos de zika, en las Américas y el Caribe, y se encuentran entre las primeras enfermedades con mayor incidencia en zonas tropicales (Organización Panamericana de la Salud, 2022). En la actualidad, una solución efectiva y rápida para evitar el brote masivo del vector son los insecticidas sintético, causantes de problemas ambientales, de salud y resistencia en la especie (Devine, 2008). Por otro lado, la alternativa de insecticidas naturales es menos agresiva con el ambiente, razón por la cual, este trabajo tuvo como objetivo la identificación mediante técnicas In silico de metabolitos naturales que sirvan para el control del vector Aedes aegypti, teniendo como diana farmacológica la mitocondria, específicamente en los complejos II, IV y la acetilcolinesterasa, y su posterior evaluación, In vitro e In vivo, de los compuestos promisorios. Este libro se encuentra dividido en tres capítulos, en el primero se muestra la identificación y selección de los metabolitos promisorios por acoplamiento molecular. El segundo capítulo muestra las técnicas experimentales aplicadas en las enzimas mitocondriales y la acetilcolinesterasa, y, por último, en el tercer capítulo se relacionan los resultados obtenidos en los anteriores capítulos. Para la fase In silico, se elaboró un modelo de homología para cada proteína y se eligió la estructura cristalina de la especie Drosophila melanogaster para la enzima acetilcolinesterasa. Luego, se construyó una base de datos con metabolitos de plantas y se evaluó la posible interacción de estos metabolitos secundarios con los modelos de cada enzima usando el paquete “Small Molecule Drug Discovery” de Schrödinger. En la etapa In vivo, se evaluó el efecto tóxico de los metabolitos previamente seleccionados sobre las larvas en estadios 3 y 4 luego de 24 y 48 horas de exposición, determinando así las concentraciones letales (CL50). Como resultados de la fase In vitro e In vivo, se seleccionaron los compuestos carvacrol, timol y xantona, debido a su mayor letalidad sobre larvas de Ae. aegypti, y, se les evaluó su efecto sobre el trasporte de electrones a través de las proteínas de los complejos II, IV, así como el efecto en la actividad de la acetilcolinesterasa, con el fin de relacionar el efecto tóxico de estos metabolitos sobre los organismos vivos, con la actividad de las proteínas relevantes como la AChE y la mitocondria. Los resultados obtenidos en el docking molecular sugieren que el carvacrol, el timol y la xantona pueden interactuar con las subunidad A del complejo II y la subunidad IV del complejo IV, así como también pueden interaccionar con la acetilcolinesterasa. Para soportar estos resultados, la evaluación de la fase In Vivo, indican que, el carvacrol, presentó un CL50 de 37,4 ppm y 34,5 ppm para las 24 y 48 horas respectivamente. El timol mostró un CL50 de 63,3 ppm y 56,7 ppm para las 24 y 48 horas respectivamente, y, la xantona presentó un CL50 de 3,5 ppm para las 24 horas y de 2,7 ppm para las 48 horas. Dicha mortalidad puede estar relacionada con la inhibición de la cadena transportadora de electrones a través de la inhibición producida por el carvacrol en el complejo IV y la xantona y el timol en el complejo II. Además, el compuesto carvacrol, logró inhibir efectivamente la enzima acetilcolinesterasa. De esta forma, los metabolitos evaluados en este estudio se presentan como alternativas naturales prometedoras y de gran impacto para el control del vector, por la excelente alteración de la actividad de las enzimas de la cadena respiratoria y la acetilcolinesterasa del individuo; además, se demuestra la efectividad de los estudios In silico para evaluación preliminar de futuros compuestos.
Actividad larvicida de metabolitos de plantas que afectan la bioenergética mitocondrial de mosquitos Aedes aegypti
(Universidad Industrial de Santander, 2022-09-15) Pérez Rojas, Maria Fernanda; Stelia Carolina, Méndez Sánchez; Luis Carlos Vesga Gamboa; Herminsul De jesus, Cano Calle; William Fernando, Hidalgo Bucheli
La incidencia de las enfermedades del Dengue, Zika y chikungunya, transmitidas por Aedes aegypti, se ha incrementado en las últimas décadas. La Organización Panamericana de la Salud notificó 1.881.352 casos de DENV, 170.175 casos de CHIKV y 170.175 casos de ZIKV, en las Américas y el Caribe para la semana epidemiológica 25 del 2022 (OPS, 2022), de ahí que resulta necesario su prevención y control. Los métodos de control tradicionales usan insecticidas que generan problemas ambientales y resistencia a los principios activos en los mosquitos, debido a mecanismos etológicos, metabólicos y evolutivos (Melo et al., 2010; Rodríguez et al; 2005). El uso de productos naturales es una alternativa menos agresiva con el ambiente para controlar el vector, razón por la cual, este trabajo tuvo como objetivo identificar metabolitos secundarios de plantas con posible actividad insecticida mediante un cribado in silico y validación in vitro e in vivo sobre los complejos I y III de la cadena de transportadora de electrones en Ae. aegypti. La selección de los metabolitos de plantas se relizó por medio de docking molecular de precisión estándar y extra-precisión. Los metabolitos candidatos se evaluaron mediante técnicas experimentales, como la actividad larvicida en larvas Ae. aegypti y el efecto de estos sobre enzimas mitocondriales. Para la fase in silico, se elaboró un modelo de homología para cada proteína, luego se construyó una base de datos con metabolitos de plantas y se evaluó la posible interacción de estos metabolitos con los modelos de cada complejo usando el paquete “small molecule drug Discovery” de Schrödinger. En la etapa in vivo, se evaluó el efecto tóxico de los metabolitos previamente seleccionados sobre las larvas en estadios 3 y 4 luego de 24 y 48 horas de exposición, determinando así las concentraciones letales (CL50). En la fase in vitro, los metabolitos con mayor letalidad sobre las larvas, farnesol y carvacrol, se les evaluó su efecto sobre el complejo I y el complejo III de la cadena respiratoria, con el fin de relacionar el efecto tóxico de estos metabolitos sobre la actividad mitocondrial. Los resultados obtenidos por el docking molecular sugieren que el carvacrol presenta un docking score de -4,435 y -7,772, para el complejo I y III, respectivamente, así como una energía de afinidad -36,47 y -36,21 Kcal/mol, para cada complejo. Por otro lado, el farnesol presenta una puntuación de -3,234 para el primer complejo y -7,549 para el tercer complejo, así como una energía de afinidad de -42,13 y -55,29 Kcal/mol, para cada complejo.Los resultados anteriores se deben a interacciones presentadas por cada metabolito con la subunidad del complejo evaluado. En el caso del complejo I, se observaron interacciones con residuos como Ile 235, Tyr 295, Tyr 173 y Phe 172, mientras que para el caso del complejo III, se presentaron interacciones relevantes con los aminoácidos Phe 122, Phe 275, Leu 295 y Ile 147. En cuanto a la fase in vivo, el carvacrol, presentó un CL50 de 37,4 ppm y 34,5 ppm para las 24 y 48 horas respectivamente, y farnesol obtuvo un CL50 de 9,78 ppm y 8,73 ppm, a las 24 y 48 de horas, respectivamente. Por su parte, la actividad enzimática evaluada en la fase in vitro mostró para carvacrol una inhibición, con activadades enzimáticas de 66,4%, 39,11% y 5,6% para NADH oxidasa, NADH deshidrogenasa y NADH citocromo c reductasa, respectivamente. Por su parte, farnesol obtuvo una inhibición, con actividades de 5,9% y 19,98% para NADH oxidasa y NADH deshidrogenasa, mientras que para NADH citocromo c reductasa aumentó su actividad con 342,08%, respecto al control. De esta forma, los metabolitos evaluados en este estudio se presentan como alternativas naturales promisorias para el control del vector, por la alteración de la actividad de las enzimas de la cadena respiratoria del individuo. Además, se demuestra la efectividad de estudios in silico para evaluación preliminar de futuros compuestos.
Acumulación de altas concentraciones de cobre en plantas de tithonia diversifolia en diferentes tipos de suelos
(Universidad Industrial de Santander, 2006) Palacios, Carolina; Sanchez, Johny Wolfart; Camargo Hernandez, Jaime Humberto
La Tithonia diversifolia constituye una de las opciones tecnológicas más atractivas para el sector agrícola dada su gran capacidad para tolerar altas concentraciones de cobre comparada con otras especies, excelente producción de biomasa, rápido crecimiento y baja demanda de insumos para su cultivo. El Departamento de Santader tiene el potencial suficiente para explotar esta técnica de fitorremediación ya que cuenta con grandes extensiones de tierra cultivadas con esta planta. En este proyecto se realizó un estudio de la capacidad de acumulación de cobre por la planta en suelos de diferente textura (franco-arcillo-arenoso y franco-arenoso) inoculándolos con soluciones de cobre a tres diferentes concentraciones previamente establecidas (2.3 ppm, 4.5 ppm y 6.0 ppm) realizando dos muestreos a los 45 y 90 días de sembradas las plantas, esto se llevó a cabo en un ensayo tipo invernadero, donde se establecieron los parámetros que influyen en dichos procesos. Inicialmente se determinaron las características fisicoquímicas de los suelos. Se logró determinar que la mayor acumulación de cobre por la planta se efectúo en el suelo franco-arcillo-arenoso de pH 4.9, debido a que a pH se presenta la mayor movilidad del catión Cu+2 y por lo tanto está más disponible para la planta. En el proceso de acumulación de cobre existe una correlación entre la concentración de cobre inoculado en el suelo, la cantidad de cobre acumulado por la planta y el tiempo de muestreo, es decir a mayor concentración mayor acumulación y a su vez esta acumulación aumenta con el tiempo, el coeficiente de correlación para la biomasa es significativo sólo para los datos de las raíces en el suelo franco-arenoso indicando que las plantas en este suelo acumulan más biomasa con respecto al tiempo. Se demostró que la acumulación de cobre en la Tithonia diversifolia se llevó a través de la técnica de fitoextracción que consiste en la absorción del cobre mediante las raíces de la planta y su posterior acumulación en hojas, por esta razón, la Tithonia diversifolia puede considerarse como especie potencial para fitorremediación ya que puede absorber cinco veces más cobre que cual otra planta.
Adecuación y optimización de un procedimiento para la obtención del absoluto de flores de Polianthes tuberosa
(Universidad Industrial de Santander, 2011) Ramírez Restrepo, Andrés; Stashenko, Elena E.; Martínez Morales, Jairo René
En esta investigación, se realizaron tres estudios simultáneos sobre el procedimiento de obtención de absoluto de flores de nardo (Polianthes tuberosa): 1). Seguimiento de las sustancias involucradas en el procedimiento, a saber, agua, solvente, fragancia, hidrocarburos y materia estructural de las flores. Lo anterior implicó determinar la composición parcial durante la extracción, la purificación y el producto final (absoluto), su origen y destino. 2). Maximización del rendimiento, con el tiempo de extracción y la cantidad de solvente usada como factores dentro de un rango de valores viable. 3). Caracterización por GC-MS de la composición química del absoluto obtenido y de las emisiones florales in vitro. Siguiendo el procedimiento estándar, usando éter de petróleo y etanol absoluto, se encontraron por optimización Simplex las condiciones experimentales que permitieron obtener el rendimiento más alto de absoluto (0.19%) de una forma reproducible. A estas mismas condiciones se registraron pérdidas lineales cercanas a los 60 g de solvente durante todo el proceso, además de otro 50% de pérdida durante la concentración con rotoevaporador. Los resultados obtenidos se describieron satisfactoriamente usando un modelo matemático de tercer orden, que permite predecirlos con errores menores al 5%, así como explicar los fenómenos que ocurren durante el procedimiento descrito. El absoluto obtenido resembla la fragancia de la flor; no obstante, carece de las sustancias más volátiles. Se compone en su mayoría (>75%) por ácidos grasos, con el ácido linoleico como su componente mayoritario (43%), seguido del ácido palmítico (27%) y el ácido oleico (4.9%).
Aislamiento de la carvona presente en el aceite esencial de lippia alba (mill,) n.e brown por destilación fraccionada a presión reducida
(Universidad Industrial de Santander, 2008) Conde Martínez, Natalia Elizabeth; Martínez Morales, Jairo René; Stashenko, Elena E.
Los aceites esenciales obtenidos industrialmente son, generalmente, sometidos a procesos unitarios con el fin de mejorar sus características organolépticas, concentrar sus componentes útiles, facilitar su procesamiento industrial o para homogeneizar su calidad. Uno de los procesos más empleados es el fraccionamiento. En este proceso se fracciona el aceite esencial mediante una columna de destilación y es utilizado para concentrar componentes que sean de gran interés y que puedan ser obtenidos en un alto grado de pureza. Para lograr el aislamiento eficiente de la carvona mediante procesos destilativos es necesario determinar su comportamiento termodinámico en el aceite esencial. En este trabajo se determinó la volatilidad relativa de la carvona en el aceite esencial, con el fin de establecer la facilidad con la que se podría llevar a cabo un proceso destilativo de separación. Y a partir de esta se construyó la curva de equilibrio líquido Œ vapor para la carvona en el aceite esencial desterpenado a presión reducida para determinar las condiciones mínimas requeridas para el diseño del proceso de aislamiento destilativo de la carvona. Con base en estas condiciones, se realizó el fraccionamiento del aceite esencial de Lippia alba, obteniéndose 3 fracciones, a saber: la primera fracción rica en limoneno (componente mayoritario más volátil del aceite esencial), la segunda fracción rica en carvona, y el residuo de la destilación. A partir de este proceso se logró remover más del 95 % de limoneno presente en el aceite esencial y se consiguió separar la carvona con un alto grado de pureza (94 %), demostrando que la técnica escogida para este fin es la adecuada.
Aislamiento de mitocondrias de rhodnius prolixus stäl 1859 (hemiptera: reduviidae: triatominae)
(Universidad Industrial de Santander, 2017) Garcia Delgado, Gonzalo; Méndez Sánchez, Stelia Carolina; Duque Luna, Jonny Edward
El insecto Rhodnius prolixus es un triatomino vector de la enfermedad del Chagas transmitida por el protozoario Trypanosoma cruzi. Un modelo de evaluación de la acción de nuevos compuestos con actividad insecticida puede ser estudiado en los complejos de la cadena respiratoria de la mitocondria en insectos. De acuerdo a esto, en este trabajo se estableció un método de aislamiento de mitocondrias de R. prolixus usando un método de centrifugación diferencial y la estimación de la respiración celular por medio de técnicas polarográficas y de espectrofotometría.. Se obtuvo mitocondrias con un rendimiento de 7,11 ± 0,11 mg de proteína/g de insecto. Los controles respiratorios realizados mostraron los siguientes valores en nmol O2min-1mg-1 de proteína: Estado 1 de 0,142 ± 0,008, estado 2 2,508 ± 0,337, estado 3 2,839 ± 0,752, estado 4 inducido por oligomicina 1,214 ± 0,749, estado 4 inducido por BSA 1,443 ± 0,154, estado desacoplado 1,616 ± 0,385. Se midió las actividades de las enzimas mitocondriales, donde se obtuvo valores para la NADH oxidasa 28,955 ± 4,445 nmol O2min-1mg-1 de proteína, NADH deshidrogenasa 0,3344 ± 0,0760 min-1mg-1 proteína, NADH citocromo c reductasa 0,2801 ± 0,048 µmoles citocromo c -1-1 proteína, succinato oxidasa 3,29 ± 0,613 nmol O2min-1mg-1 de proteína, succinato deshidrogenasa 0,83 ± 0,234 µmoles DCPIP reducidomin-1mg-1 de proteína, succinato citocromo c reductasa 437,8 ± 2,56 nmoles citocromo c -1-1 proteína, citocromo c oxidasa 2,11 ± 0,278 nmoles citocromo c -1-1 y ATPasa 0,609 ± 0,067 µmoles Fosfato hidrolizadomin-1-1 proteína. De esta manera se estableció un protocolo de extracción de mitocondrias fragmentadas que podrá ser utilizado como metodología de extracción de mitocondrias útil en estudios donde se evalué la actividad insecticida en las proteínas de la membrana interna de las mitocondrias de Rhodnius prolixus.
Aislamiento por diferentes métodos de extracción de metabolitos secundarios de flores de petrea volubilis l. (fam. verbenaceae) y evaluación de su capacidad antioxidante in vitro
(Universidad Industrial de Santander, 2017) Gualteros Montaño, Leyde Katerine; Stashenko, Elena E.; Martínez Morales, Jairo René; Sierra Prada, Lady Johanna
Petrea volubilis L. (Fam. Verbenaceae), es un arbusto que posee llamativas inflorescencias con flores de color lila-azul; se encuentra ampliamente distribuido en Colombia, debido a que se adapta a climas tropicales y secos. Esta especie es originaria de México y el principal uso que se le da en la actualidad es ornamental. En el estudio, se caracterizó por GC-MS, la fracción volátil aislada por HS-SPME de flores de P. volubilis L., a las 6:00 a.m., 12:00 m. y 6:00 p.m. Se presentó la mayor emisión de compuestos volátiles y semi-volátiles a las 6:00 a.m., se encontraron linalol, oct-1-en-3-ol y trans--ocimeno como compuestos mayoritarios. Se identificaron metabolitos secundarios por LC-MS en los extractos obtenidos por dispersión de la matriz en fase sólida (MSPD), extracción con solvente (SE) y extracción con fluido supercrítico (SFE). Se les evaluó la actividad antioxidante por medio de los ensayos ORAC, ABTS y el contenido total de fenoles por el método de Folin-Ciocalteu (FC). En los extractos de flores de P. volubilis L., se encontraron flavonoides (apigenina, luteolina y apigenina 7-o-glucorónido), antocianinas (delfinidina 3-glucósido y cianidina-3-glucorónido) y compuestos de naturaleza lipídica como fitoesteroles -sitosterol, fucosterol, sitostenona y estigmasterol) y ácidos grasos (ácidos palmítico y linolénico). El extracto obtenido por SE, presentó actividad antioxidante 3500±100 Se determinó el contenido de antocianinas monoméricas totales en los extractos hidro-alcohólicos a través de un diseño experimental 23. Las variables evaluadas fueron: etanol: agua (7:1), acidez (HCl, 1%) y temperatura (30 °C). Todas las variables y sus interacciones tuvieron un efecto significativo sobre la concentración antociánica final.
Aislamiento y caracterización preliminar de genes de policétido sintasas tipo I en actinomicetos aislados a partir de hormigas cortadoras de hojas alta cephalotes
(Universidad Industrial de Santander, 2011) Paillie Jiménez, Daniela; Torres Sáez, Rodrigo Gonzalo; Ortiz López, Claudia Cristina
Las hormigas pertenecientes a la tribu Attini, conocidas como cortadoras de hojas viven en un mutualismo tripartito con hongos del género Leucoagaricus, que proporcionan el alimento a las hormigas, y con actinomicetos productores de antibióticos como ectosimbiontes. Estas bacterias son seleccionadas de forma natural por la hormiga con el fin de proteger el hongo simbionte de otros hongos parásitos. Tradicionalmente los actinomicetos han constituido una fuente importante de nuevos metabolitos con actividad antibiótica. Entre ellos se destacan los macrólidos policétidos, cuya biosíntesis depende del complejo multienzimático policétido sintasa PKS. Por consiguiente la evaluación de la distribución de sistemas biosintéticos PKS, constituye una estrategia adecuada para determinar la posible producción de antibióticos a partir de actinomicetos. En este trabajo de investigación preliminar, se aislaron siete cepas nativas de actinobacterias asociadas a la cutícula de las hormigas cultivadoras de hongo Atta cephalotes Linnaeus, 1758 (Hymenoptera: Formicidae). Estas se caracterizaron de acuerdo con sus características morfológicas (macro y microscópicas) y moleculares (ADNr 16S). Adicionalmente se identificaron genes de PKSs Tipo I en los actinomicetos aislados, empleando primers específicos para estas secuencias. Los resultados obtenidos en este estudio sugieren que la comunidad cultivable de actinomicetos es diversa y constituye una potencial fuente para el desarrollo de nuevos antibióticos.
Aislamiento, identificación y cuantificación de hernandulcina en el extracto de Lippia dulcis trevir., obtenido por extracción con fluido supercrítico
(Universidad Industrial de Santander, 2012) Gómez Jaimes, Franci Nathalie; Stashenko, Elena E.; Martínez Morales, Jairo René
Lippia dulcis Trevir., es una planta utilizada tradicionalmente para tratar afecciones respiratorias y digestivas; sin embargo, su principal atractivo es su sabor dulce, al ser la fuente de la hernandulcina, compuesto químico 1200 veces más dulce que la sacarosa. La constante investigación científica enfocada a la búsqueda de productos naturales, sucedáneos de los compuestos sintéticos, y el potencial de L. dulcis como edulcorante, motivó a realizar el aislamiento de la hernandulcina y su análisis químico. Se obtuvieron el aceite esencial y extracto supercrítico de Lippia dulcis, por hidrodestilación asistida por la radiación de microondas (MWHD) y la extracción con fluido supercrítico (SFE), respectivamente. Los compuestos mayoritarios en el aceite y en el extracto, correspondieron al -bisabolol, -cadineno, trans--cariofileno, biciclogermacreno y -copaeno. La hernandulcina no fue detectada, debido a las condiciones analíticas. En vez de esto, se observaron sus productos de descomposición térmica: la 6-metil-5-hepten-2-ona y 3-metil-2-ciclohexen-1-ona. El aislamiento de la hernandulcina se realizó por cromatografía en columna y cromatografía en capa delgada. La caracterización estructural se realizó por medio de diferentes técnicas instrumentales: Espectroscopía de infrarrojo (IR), espectroscopía ultravioleta (UV-Vis) y resonancia magnética nuclear (RMN uni y bidimensional). La cuantificación de la hernandulcina en el aceite esencial y en el extracto se realizó por cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC). Debido a la labilidad térmica de la molécula, no es posible realizar su análisis espectroscópico por medio de técnicas que empleen altas temperaturas. Para superar esta condición, se realizó la derivación química de la hernandulcina, empleando la sililación, que permitió realizar su análisis por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS) y confirmar su identidad química como su derivado. El aceite esencial, el extracto supercrítico y la hernandulcina presentaron también actividad antirradicalaria, superior a los antioxidantes sintéticos de referencia evaluados -Tocoferol), medida por el ensayo ORAC.
Análisis cromatográfico de los metabolitos secundarios de Varronia curassavica Jacq. (Boraginaceae) obtenidos por diferentes métodos de extracción
(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-16) Burgos Díaz, Laisha Dally; Stashenko, Elena E.; Cano Calle, Herminsul de Jesús; Stashenko, Elena E.
Varronia curassavica Jacq. (Boraginaceae) es un subarbusto aromático que crece de forma silvestre en Colombia. Sus metabolitos secundarios son de interés por su actividad fitoterapéutica contra enfermedades inflamatorias. En este trabajo, se emplearon los métodos de extracción, a saber: hidrodestilación asistida por radiación microondas (MWHD) para la obtención del aceite esencial; microextracción en fase sólida con espacio de cabeza (HS-SPME) para la obtención de las fracciones volátiles de hojas y flores; extracción con solvente (SE) y dispersión de la matriz en fase sólida (MSPD) para la obtención de extractos a partir de material vegetal antes y después de su destilación. La identificación de los compuestos, según la naturaleza del analito, se realizó por GC/MS y UHPLC-ESI-Q-Orbitrap-HRMS y se basó en criterios cromatográficos (tiempos de retención, índices de retención y compuestos estándar) y de espectros de masas (patrones de fragmentación, masas exactas, relación isotópica y comparación con bases de datos). Los terpenoides α-pineno (180 ± 2 mg/g AE) y (E)-β-cariofileno (99.0 ± 0.4 mg/g AE) fueron los principales compuestos encontrados en el AE. Las fragancias de hojas y flores de V. curassavica están dadas principalmente por el α-pineno (24.0-10.8%) y el (E)-β-cariofileno (23.0-31.0%), respectivamente. Los extractos SE y MSPD obtenidos de material vegetal antes y después de su destilación mostraron principalmente ácido rosmarínico (4.40-32.0 mg/g extracto), artemetina (8.0-16.0 mg/g extracto) e hidroxi-artemetina (5.00-10.0 mg/g extracto), respectivamente. Después de los procesos de destilación, el ácido rosmarínico (14.3 mg/g de extracto), y los flavonoles O-metoxilados artemetina (15.0 mg/g de extracto) e hidroxi-artemetina (9.0 mg/g de extracto) aumentaron su concentración en el extracto hidroetanólico. La información estructural encontrada podría ser útil para las industrias farmacéutica, cosmética, de sabores y fragancias, y una alternativa de uso a la biomasa residual generada por la destilación de plantas aromáticas.
Análisis cualitativo y semi-cuantitativo de microfósiles provenientes del departamento de Boyacá utilizando espectroscopia deu-plasma inducida por láser (u-libs)
(Universidad Industrial de Santander, 2012) Herrera Celis, Sandra Liliana; Mejía Ospino, Enrique
Los microfósiles foraminíferos son muestras geológicas de gran importancia por su carácter de marcadores bilógicos que permiten llevar a cabo la reconstrucción paleoambiental y paleoclimática de una zona específica. En este trabajo, se diseñó y construyó un montaje que acopló Microscopía óptica en modo estereoscópico con Espectroscopía de µ-plasma inducida por láser (µ-LIBS), para llevar a cabo el análisis elemental de conchas de foraminíferos bentónicos. Se encontró que los elementos mayoritarios tanto en la roca matriz como en los microfósiles son (K, Na, Ca, Mg, Fe y Si), su reconocimiento se llevó a cabo gracias a las diferencias de intensidad y por ende de concentración de los mismos, lo cual se manifestó espectralmente en la intensidad de las líneas de emisión. Se llevó a cabo también, un mapeo de la muestra en la ventana de 780 nm región donde se observan las líneas más intensas para K, demostrando que esta técnica es completamente viable para el mapeo de muestras geoquímicas; asimismo, se realizó el perfilamiento a profundidad de los especímenes donde se demostró que no hay un patrón de comportamiento de los elementos mayoritarios, hipótesis confirmada al llevar a cabo la relación estequiométrica de K/Na y Ca/Na que fue casi aleatoria en su totalidad.
Análisis de elementos alcalinos y alcalinotérreos en agua de formación mediante espectroscopia de plasma inducido por láser (Libs)
(Universidad Industrial de Santander, 2013) Tunarosa Rodríguez, Fabian Alexander; Mejía Ospino, Enrique
Este trabajo propone una metodología de cuantificación de elementos alcalinos (Na+ y K+) y alcalinotérreos (Mg+2, Ca+2 y Ba+2) en agua de formación (o agua de producción) basada en la técnica de espectroscopía de plasma inducido por láser en modo monopulso (single-pulse LIBS). La ventaja principal al emplear LIBS reside en la ausencia o minimización de etapas de preparación de la muestra, el pequeño volumen requerido para efectuar el análisis y la rapidez de los resultados. Se construyó un sistema dispensador de muestra con dispositivos de fácil adquisición (bomba peristáltica y puntas de micropipeteador) el cual permite formar una gota de la muestra acuosa para enfocar el haz láser . Los parámetros analíticos de calibración, a saber: coeficientes de determinación (R2), límite de detección (LOD) y límite de cuantificación (LOQ), se detallan en la Tabla 1. Tabla 1. Parámetros analíticos de la metodología de cuantificación basada en LIBS Parámetros analíticos Elemento Na+ K+ Mg+2 Ca+2 Ba+2 R2 0.9744 0.9927 0.9966 0.9594 0.9768 0.9887 -1] 8 ± 1 27 ± 1 5.0 ± 0.5 6.1 ± 0.6 8.7 ± 0.5 -1] 27 ± 4 90 ± 3 17 ± 2 20 ± 2 29 ± 2 La calibración fue comprobada mediante mezclas referencia de verificación en las que se determinó la variabilidad y la veracidad de las mediciones expresada por la desviación estándar relativa porcentual (%RSD) y el sesgo (%Eprom). Los valores de %RSD se encontraron entre 1 y 15% para del Mg+2 y Ba+2, respectivamente. Por otra parte, el sesgo de la serie de mediciones se halló entre -3 y 18% para Ba+2 y Na+, respectivamente. La sencillez de la metodología propuesta hace viable la posibilidad de una futura adaptación en equipos LIBS portátiles para complementar los análisis de campo o efectuar ensayos in situ.
Analisis de elementos en carbones colombianos por libs (laser induced breakdown spectroscopy) y la-ipc-aes (laser ablation inductivel y coupled plasma atomic emision spectroscopy)
(Universidad Industrial de Santander, 2005) Blanco Rios, Freddy Andres; Ortiz Prada, Harry; Aya Ramirez, Orlando
Se implementa un montaje experimental que permite usar la ablación láser (LA) como método de muestreo directo para observación espectroscópica inmediata de materiales sólidos: Plasma generado sobre la superficie de la muestra durante el proceso de ablación: "Espectroscopía de Plasma Generado por Láser" (LIBS). Así como el transporte del material extraído hacia la antorcha de un sistema ICP: "Ablación Láser para Plasma generado por Acoplamiento Inductivo y Observación por Espectroscopía de Emisión Atómica" (LA-ICP-AES). Desarrollamos dos procedimientos para obtener muestras con superficie uniforme que garantice la repetibilidad del muestreo: Pastillas de polvo de carbón y corte mecánico de fragmentos de este. Se construye una cámara de ablación láser que permite la irradiación sobre diferentes puntos de las muestras al desplazarse longitudinalmente y rotar. Se añaden puntos para circulación de gas y ventanas de cuarzo. Se preparan curvas de calibración para Mg, Si, Al, Ti, Ca, Sr, Na y K por diluciones sucesivas del estándar certificado NIST SRM 1633b (ceniza volátil). El espectro LIBS es adquirido por la acumulación de la señal espectral de varios impactos láser. En el siguiente experimento, los espectros LIBS y LA-ICP-AES son obtenidos simultáneamente al bombardear las muestras por 2 segundos (señal LIBS); e inmediata exposición secuencial hasta adquirir 17 espectros ICP. Con estás técnicas se realiza la determinación cuantitativa de metales a nivel de traza en carbones colombianos y estándares certificados NIST SRM 1632b y 1635. Se incluyen figuras de seis ventanas espectrales y curvas de calibración para los elementos de interés.
Análisis de fondos de vacíos de crudos colombianos por espectroscopia de plasma inducido por láser, libs
(Universidad Industrial de Santander, 2007) Sánchez Fuentes, María Del Rosario; Mejía Ospino, Enrique
La espectroscopia de plasma inducido por láser (LIBS: LaserInduced Breakdown Spectroscopy), es una técnica donde se focaliza un haz láser pulsado sobre una muestra, produciendo la ablación de pequeñas cantidades de material y la formación de un plasma. El análisis de la radiación emitida por las especies excitadas en la pluma del plasma permite detectar la presencia de elementos y determinar su concentración. LIBS es una eficiente técnica analítica para la determinación de elementos trazas en muestras sin importar el estado de agregación; es un método rápido, local y no destructivo, que permite trabajar a grandes distancias entre la muestra y el sistema de detección. El Laboratorio de Espectroscopia Atómica y Molecular (LEAM) ha venido desarrollando un sistema experimental para aplicar esta técnica a diferentes materiales de interés tecnológico. En este estudio se presentan los primeros resultados de la utilización de esta técnica en la caracterización espectroscópica de fondos de vacío de crudos Colombianos. Se identificaron líneas analíticas para los elementos Fe, V, K, Mg, Na, Ca y Ni; también se determinó de manera cuantitativa la relación C/H por medio curvas de calibración, logrando de esta manera hacer un análisis prácticamente completo del crudo, sin la necesidad de procedimientos complejos.
Análisis de homología estructural de las regiones carboxilo terminal de los criptocromos en diferentes especies
(Universidad Industrial de Santander, 2008) Osorio Isaza, Carlos Arturo; Daza Espinosa, Martha Cecilia
Los criptocromos son proteínas fotorreceptoras de luz azul que se encuentran en todos los reinos de la naturaleza y son componentes esenciales de los ritmos circadianos. Comparten homología de estructura primaria con las fotoliasas (proteínas reparadoras de ADN) y conforman la familia de proteínas reparadoras de ADN/fotorreceptores de luz azul. Los criptocromos poseen una extensión carboxilo terminal adicional que no está presente en las fotoliasas, varía en longitud de aminoácidos según la especie, donde las plantas poseen la extensión más larga y los insectos la más corta. Estas regiones carboxilo terminal no presentan homología de estructura primaria entre ellas y no se conoce organización estructural secundaria o superior de las mismas, a excepción de tres de ellas donde se utilizaron métodos de predicción basados en alineamientos unidimensionales. En este trabajo se seleccionaron 76 secuencias de criptocromos, a las cuales se determinaron su extensión carboxilo terminal. Luego por medio del principio de homología secundaria de HCA se clasificaron las regiones con similitud estructural. A continuación se le hallaron sus elementos de estructura secundaria y por último, se hizo un modelamiento de la homología detectada. Como resultado se clasificaron las regiones carboxilo terminal en 14 tipos diferentes de ordenamiento estructural por HCA que al ser comparados con otros autores muestran diferencias en el arreglo conformacional secundario. En el modelamiento de la homología solo pequeños fragmentos de las regiones sometidas a predicción fueron obtenidas, regiones que no muestran relación funcional detectada hasta el momento.
Análisis de la composición química y de la actividad biológica de los aceites esenciales de 2 quimio tipos de lippia alba (mill) n.e.br., en función de las condiciones de extracción y secado de la planta
(Universidad Industrial de Santander, 2007) Gómez Ríos, German Augusto; Stashenko, Elena E.; Martínez Morales, Jairo René
La especie Lippia alba, familia Verbenaceae, ha sido de gran interés por la diversidad de los metabolitos secundarios volátiles presentes en sus aceites esenciales, y la variedad de usos botánicos y etnofarmacológicos. En el presente estudio se realizó un análisis comparativo de la composición química de los AEs de los quimiotipos “Carvona” y “Citral” de Lippia alba, en función de diferentes condiciones de secado de la planta en horno (tiempo y temperatura), y su extracción (tiempo) por hidrodestilación asistida por la radiación de microondas (MWHD), y su incidencia sobre el rendimiento y la actividad biológica de los AEs obtenidos. Los AEs fueron caracterizados por cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas (GC-MS). Los compuestos mayoritarios identificados en los AEs del quimiotipo “Citral” son: geranial, neral, geraniol, trans-β-cariofileno y nerol, y para el quimiotipo “Carvona son: carvona, limoneno, biciclosesquifelandreno, piperitona y piperitenona. El aumento de la temperatura y el tiempo de secado están relacionados con el incremento en el rendimiento de los AEs de ambos quimiotipos de Lippia alba. A mayor tiempo de extracción para hojas frescas del quimiotipo “Citral”, incrementó el rendimiento de los AEs. En ambos quimiotipos disminuyó el contenido de sus componentes principales a medida que aumentaba el tiempo de extracción para plantas frescas. Conforme aumentó el tiempo y temperatura de secado, se observó un acrecentamiento en el contenido de neral y geranial, y la disminución de nerol y geraniol. No hubo efecto significativo de la temperatura y duración del secado sobre la composición química de los AEs del quimiotipo “Carvona”. Los AEs del quimiotipo “Citral” fueron activos contra Bacillus cereus, Staphylococcus aureus, y epimastigotes y promastigotes de Trypanosoma cruzi y Leishmania chagasi, respectivamente. Los AEs del quimiotipo “Carvona” no fueron tóxicos en células VERO.
Análisis de la degradación del aceite de Terminalia Catappa l., expuesto a la radiación ultravioleta, usando gc-ecd y gc-fid
(Universidad Industrial de Santander, 2016) Henriquez Sanabria, Juan Camilo; Stashenko, Elena E.; Martínez Morales, Jairo René
La especie Terminalia catappa L., es un árbol de tipo ornamental que pertenece a la familia Combreataceae, es endémica de las áreas costeras del Océano Indico, sur de Malasia, este de la India, entre otros lugares. Las semillas de esta especie son ricas en aceite vegetal. En el presente trabajo, se estudió la degradación oxidativa del aceite de semilla de esta especie, por el efecto de la exposición a la luz ultravioleta. Las técnicas analíticas para el estudio de la degradación fueron GC-FID y GC-ECD. En los resultados, se identificaron cuatro ácidos grasos que componen el aceite vegetal de T. catappa, que fueron ácido palmítico, esteárico, oleico y linoleico, similar con lo reportado en literatura científica. La mayor oxidación del aceite se observó a partir de las 32 horas. Estos resultados se compararon con los obtenidos para otros aceites semillas, entre los que T. catappa evidenció la menor degradación bajo las mismas condiciones. También se estudió el efecto protector de aceites esenciales de diferentes quimiotipos Lippia origanoides, contra la oxidación lipídica. Los aceites esenciales fueron analizados por GC-MS. Se encontró que los aceites esenciales con mayor contenido de compuestos fenólicos evidenciaron el mayor efecto protector, similar a la sustancia de referencia BHA.
Análisis de resinas de un crudo pesado Colombiano mediante espectrometría de masas
(Universidad Industrial de Santander, 2015) Vesga Martínez, Silvia Juliána; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Chacón Patiño, Martha Liliana
El fenómeno de precipitación de asfaltenos constituye una problemática que afecta todas las etapas de producción del petróleo. El entendimiento de las condiciones químicas que promueven la estabilidad de las dispersiones de asfaltenos es un campo importante de aplicación actual de la Petroleómica. Como consecuencia de las investigaciones contemporáneas, surge el uso de aditivos sintéticos, que al ser aplicados al petróleo crudo, previenen la agregación y subsecuente precipitación de los asfaltenos. En la mayoría de los casos, la formulación y aplicación de dichos aditivos no sigue un patrón lógico; haciendo que en este tipo de operaciones los procesos de prueba y error sean recurrentes. La literatura reporta de forma extensa, que las resinas del petróleo actúan como surfactantes naturales, adsorbiéndose sobre la superficie de los nanoagregados de asfaltenos, y previniendo así la formación de agregados de mayor tamaño y su posterior precipitación. En este proyecto de investigación, se plantea el estudio de las resinas tipo I provenientes de un crudo pesado colombiano, con el propósito de entender la composición molecular de las especies con mayor potencial para prevenir la deposición de asfaltenos. Se hace uso de la espectrometría de masas de media y alta resolución, y se aplica una metodología de fraccionamiento selectivo, para lograr una caracterización profunda y detallada del material resinoso. Se propone que el entendimiento detallado de las resinas tipo I ayudará a largo plazo, en la formulación racional de aditivos que prevengan la formación de depósitos asfálticos.

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