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La resistencia de los microorganismos a diferentes antimicrobianos ha aumentado considerablemente en los últimos años. Por lo tanto, es necesario desarrollar terapias alternativas para el control y tratamiento de enfermedades infecciosas. Así, la inactivación fotodinámica (PDI) ha sido propuesta como una estrategia emergente para la erradicación de patógenos. En este sentido, el uso de agentes fototerapéuticos inmovilizados en una matriz sólida permite la recuperación con posterioridad al tratamiento y una aplicación sustentable. En este trabajo de Tesis Doctoral se sintetizaron conjugados de derivados de porfirinas unidos a nanopartículas magnéticas. El núcleo magnético de Fe3O4 funcionalizado directamente con grupos amino (MNPNH2) resulta ser un soporte inadecuado para inmovilizar fotosensibilizadores (PSs) debido a la baja estabilidad. Sin embargo, este núcleo recubierto con una capa de sílica y luego funcionalizado con grupos amino (MNPSINH2) mostró ser un soporte estable. En primer lugar, se inmovilizó una porfirina aniónica (TCPP) sobre dichas nanopartículas. Mediante espectroscopía UV-visible se corrobora la unión del PS al soporte. Estudios cinéticos con distintos sustratos indican que TCPP inmovilizada produce eficientemente especies reactivas de oxígeno (ROS). Estudios in vitro de PDI con la levadura Candida albicans y las bacterias Staphyloccocus aureus (Gram positiva) y Escherichia coli (Gram negativa), muestran una considerable disminución de la viabilidad celular de los tres microorganismos. El resultado más interesante es que el conjugado es reciclable y reutilizable en la inactivación de microbios hasta, al menos, tres veces. Estos resultados motivaron la síntesis de nuevos PSs que adquieren cargas positivas en la periferia del macrociclo tetrapirrólico y de esta manera, se pueden obtener conjugados que interaccionan mejor con las células microbianas. Así, se diseñaron porfirinas con simetría A3B y ABAB, con carácter anfifílico sustituidas por grupos amino y perfluorofenilo. Dichos PSs muestran una importante actividad fotodinámica en solución. Además, se observa elevada PDI de los microorganismos, siendo A3B el más eficiente. Por otro lado, estas porfirinas se inmovilizaron sobre MNPSINH2. Estudios cinéticos e in vitro muestran que el conjugado formado tiene buena actividad fotodinámica y una eficiente PDI de S. aureus. Sin embargo, la principal desventaja de este procedimiento es el bajo rendimiento en la obtención de porfirinas asimétricamente sustituidas. Por lo tanto, se decidió trabajar con una porfirina perfluorada (F20TPP) con simetría A4, la cual se obtiene con mayor rendimiento. Este nuevo conjugado MNPSINH-F19TPP se modificó in situ para obtener grupos amino sobre la periferia del macrociclo. El conjugado MNPSIN + -F16TPP-N + , el cual contiene cargas positivas sobre los grupos amino de las nanopartículas y de las porfirinas, es el más eficiente en la PDI de microorganismos y además, puede ser reutilizado. Finalmente, la exploración del desarrollo de nuevas estructuras para anclar a las nanopartículas, lleva a la utilización de BODIPYs. Estas moléculas basadas en la mitad del macrociclo tetrapirrólico presentan un procesos de síntesis y purificación son más sencillos. A partir de un BODIPY fluorescente y otro con elevada actividad fotodinámica se diseñaron conjugados MNPSINH-BODIPYs. Así, fue posible obtener un conjugado que actúa como fluoróforo para la detección de infecciones y otro como agente fototerapéutico con elevada eficiencia para la erradicación fotodinámica de microorganismos.

Teniendo en cuenta la calidad de los vegetales listos para usar, no es conveniente realizar un único tratamiento de conservación en condiciones extremas. La tecnología de factores combinados propone usar una combinación sinérgica o aditiva de diversos tratamientos individualmente subinhibitorios. Por ello, el objetivo fue desarrollar modelos matemáticos que permitan analizar y predecir el efecto combinado de ácido cítrico y ascórbico, tipo de envase y tiempo de almacenamiento sobre el desarrollo de flora aerobia mesófila (FAM), pH espinaca, concentración CO2 y O2 en atmósfera desarrollada en envase y atributos sensoriales. Las atmósferas en envases de polipropileno monoorientado (OPP) y polietileno de baja densidad (LDPE), no afectaron FAM, que disminuyó con aumento de ácido cítrico y ascórbico. La FAM de muestras tratadas químicamente fue inferior al de las lavadas solamente, presentando recuentos inferiores al límite establecido. El pH disminuyó con aumento de concentración de ácido cítrico y ascórbico. El pH espinaca envasada en OPP fue mayor al de LDPE. Para ambos envases, %CO2 aumentó y %O2 disminuyó durante el almacenamiento. En los envases de OPP, se alcanzaron %CO2 superiores y %O2 inferiores a los obtenidos en los envases de LDPE. La calidad sensorial disminuyó con el tiempo de conservación refrigerada. El tipo de film afectó significativamente el desarrollo de off-odors, pero no afectó los atributos sensoriales visuales. El desarrollo de FAM, off-odors ó la apariencia general, serían los factores que limitan la vida útil de espinaca mínimamente procesada, dependiendo del tipo de envase y tratamiento químico.

El presente trabajo de Tesis abarca la construcción y estudio de propiedades fisicoquímicas de distintas plataformas con potenciales aplicaciones a sistemas de sensado. Sustratos metálicos de distinta dimensionalidad (3D, 2D, 0D) en conjunto con sistemas moleculares (quimisorbidos o fisisorbidos) acoplados a métodos de detección (ópticos y/o eléctricos) constituyen la base estructural de este trabajo. A lo largo de numerosos ejemplos, que van desde autoensamblados moleculares hasta moléculas individuales, estudiaremos la interacción molécula-superficie para cada uno de los casos con la intención de comprender, desde un punto de vista microscópico, distintos fenómenos que ocurren en dichas interfaces. En todos estos casos demostramos como el estudio en la nanoescala de distintas problemáticas interfaciales permite optimizar y potenciar distintas plataformas y/o mecanismos de sensado. Los resultados presentados en este trabajo de Tesis Doctoral contribuyen a la comprensión de fenómenos moleculares, plasmónicos y electroquímicos para el desarrollo de nuevos métodos de detección ultrasensible de moléculas.

Objetivos Generales: · Analizar la presencia de COVs, HAPs y MP en distintos lugares de trabajo donde se usan extractores de aire para renovar el ambiente. · Desarrollar y aplicar una tecnología para lograr la eliminación de los COVs y MP antes de ser eliminados al exterior. Objetivos Específicos: · Caracterizar la contaminación del aire extramuros incluyendo como parámetros de calidad el material partículado (MP) respirable y/o inhalable (MP10, MP2.5), los compuestos orgánicos semivolátiles (HAPs) y los compuestos orgánicos volátiles (COVs). · Caracterización del aire intramuros de empresas PyMEs: determinación cualitativa y cuantitativa de los principales compuestos presentes en cada una de las actividades. Entre estas se destacan: tintorerías, imprentas y fotocopiadoras, talleres mecánicos y de chapa y pintura, talleres textiles, laboratorios de análisis químicos, locales de fotocopia y casas de comidas rápidas. · Desarrollar y optimizar tecnologías para la eliminación y/o disminución de los contaminantes detectados intramuros, basados en sistemas catalíticos, que puedan ser aplicables en los procesos específicos de las empresas estudiadas. Como fases activas se han analizado Pt, oxido de manganeso, óxido de cerio y sistemas mixtos de platino/óxido de manganeso y óxido de cerio/óxido de manganeso soportado sobre estructuras monolíticas cerámicas. La finalidad de este desarrollo es primero eliminar los COVs del aire interior, mediante el extractor, y por otro que antes de ser venteados al exterior sean tratados catalíticamente y eliminados/mitigados.

Al abordar la problemática de la contaminación del aire, se sabe que son muy variadas las actividades que pueden resultar en fuentes de contaminación y contribuir (con diferente magnitud) a esta situación. En general, los esfuerzos por proteger este recurso se dirigen en dos direcciones: los que buscan evitar problemas consecuentes de la contaminación en el largo plazo (ej. cambio climático, efecto invernadero), y los que buscan dar soluciones a efectos nocivos de los contaminantes en la salud humana en el corto y mediano plazo. En este contexto, el deterioro de la calidad del aire representa una amenaza importante para la salud pública en todo el mundo. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) más de dos millones de muertes prematuras anuales son atribuibles a los efectos de la contaminación del aire en espacios abiertos urbanos y en espacios cerrados. Las actividades que se desarrollan en el ambiente urbano no quedan ajenas a ello incluso, en algunos casos, tienen el agravante de condiciones meteorológicas desfavorables que acentúan la persistencia de los contaminantes en la atmósfera local. Ejemplos de ello se evidencian claramente en grandes urbes como ciudad de México, Santiago de Chile, Los Ángeles, Nueva Deli, Buenos Aires, entre otras; con el problema ambiental ya reconocido por sus sociedades. Si abordamos la calidad del aire en ciudades chicas o intermedias aparece, en general, la dificultad de la falta de recursos técnicos y humanos que permitan conocer la situación local. La ciudad de Tandil (República Argentina), en relación a su entorno, aparece como un municipio con síntomas típicos del crecimiento de un centro urbano medio-grande, donde la pérdida de la calidad del aire como consecuencia de la actividad industrial de fundición, por la descarga de efluentes gaseosos dentro del casco urbano, y el rápido crecimiento del parque automotor son muestra de ello. Es por ello que el presente trabajo de tesis doctoral tiene por objeto caracterizar la calidad del aire (en particular compuestos orgánicos volátiles, PM10 y PM2,5 y compuestos adsorbidos) en la ciudad bonaerense de Tandil, identificar y evaluar el riesgo asociado a la salud, y elaborar indicadores proponiendo una red de monitoreo que permita evaluar la problemática en cuestión y su evolución en el tiempo a fin de brindar herramientas para la toma de decisiones. La caracterización de los compuestos presentes en calidad de aire se efectúa mediante muestreos estacionales, en campañas, para el periodo 12/2010 a 07/2013 para COV, y 03/2013 a 09/2014 para PM. Las observaciones se hacen en tres zonas de características urbanas diferentes industrial / centro / control. La captación de partículas inhalables (PM10) y respirables (PM 2,5) se realiza mediante muestreador portátil de bajo volumen (MiniVol Tas) en un periodo de 5 días por muestra; se realizan en ellas análisis gravimétrico, espectrofotometría de absorción atómica para la determinación de metales y, cromatografía líquida de alta resolución con detección de fluorescencia para la determinación de HAP. En la caracterización de COV, las muestras se toman en un periodo de 30 días mediante captador pasivo 3M 3500; el análisis se efectúa mediante cromatografía gaseosa. La estimación del riesgo asociado a compuestos de interés para la salud se logra mediante la utilización de la metodología sugerida por la OMS/ USEPA. Las fuentes principales de emisiones a la atmósfera se describen y caracterizan a partir del relevamiento de información en campo; se realizan encuestas a informantes calificados para el conocimiento de las condiciones operativas de las industrias de fundición. En paralelo, la caracterización del parque automotor, se desarrolla con el aporte de la base de datos del Ente Regulador de la verificación Técnica Vehicular la cual se analiza mediante estadística descriptiva y la utilización del software Infostat; este trabajo se complementa además con el relevamiento del flujo vehicular en las tres zonas mencionadas. Las variaciones de las concentraciones halladas en PM10 y PM2,5, así como valores identificados para sus compuestos asociados (metales y HAP) señalan eventos que afectan y condicionan el análisis de los resultados, impidiendo hacer generalizaciones o encontrar patrones. Lo resultados de las observaciones para HAP son dispersos e implican la necesidad de seguir repitiendo los muestreos a fin de conocer en qué medida las explicaciones encontradas para los valores altos -de algunos compuestos- se corresponden o no con situaciones puntuales. Por otra parte, la carencia de diferencias evidentes en la presencia/ausencia de metales esperables en las distintas zonas estudiadas (industrial, centro y control), se atribuye a las características de los suelos por el uso urbano (tanto presente como pasado). Respecto de los COV, se dieron variaciones de importancia a lo largo de las campañas al comparar entre zonas, y también entre campaña y campaña para un mismo sitio, sobre todo cuando se observa el ciclohexano, el cloroformo, el benceno y tolueno; si bien el tolueno se encuentra dentro de los valores guías establecidos por la legislación, el benceno supera en todas las zonas dicho límite. Los resultados indican riesgo individual de contraer cáncer (RICV) por benceno a lo largo de la vida en todas las zonas estudiadas en el orden de 1 x 10-5, aunque el mayor RICV se da en la zona centro, y el menor en la zona control. Por otra parte, la ∑ BaP eq. de HAP en PM10 y PM2,5 muestra un incremento en el riesgo individual de contraer cáncer que excede lo establecido por la USEPA de 1 x 10-6, pero que se encuentran cercanos al límite de 9 x 10-5 que establece la OMS. Existen además en el ambiente urbano otros compuestos preocupantes para la salud de la población de Tandil, como son cloruro de carbono / cloroformo / plomo, que se categorizan como probablemente carcinogénicos (Grupo 2B). Es necesario dar continuidad a la generación de datos que informen sobre la calidad de aire local para tener un conocimiento más certero de la relación que existe entre las fuentes y los valores hallados en inmisión. De todos modos, se pudo concluir que los resultados alcanzados, junto a la caracterización de las fuentes emisoras principales, aportan un diagnóstico de la situación actual. Este diagnóstico es un punto de partida importante para la toma de decisiones del gobierno local -y su gestión ambiental- respecto del recurso aire, debido a que es el primer estudio de estas características que se realiza en la ciudad. De acuerdo con lo expresado, la batería de indicadores propuestos (2 para concentraciones de PM; 7 para metales adsorbidos a material particulado; 7 para HAP adsorbidos en PM; y, 6 para COV), junto al establecimiento de la red de monitoreo elaborada para las condiciones particulares de este área de estudio, resultan en una herramienta clave para planificar propuestas de manejo sustentables del recurso.

En esta tesis se evaluó el impacto de la contaminación sobre organismos del fitoplancton, a nivel ecológico e in vitro. Se caracterizaron las condiciones ecológicas del arroyo Carabassa, contaminado por efluentes industriales y urbanos. Se analizó la composición del fitoplancton y biomarcadores de estrés oxidativo, determinándose un elevado deterioro de sus aguas. Los sitios más contaminados presentaron altas concentraciones de metales y materia orgánica, excediendo los niveles permitidos. Los grupos más abundantes fueron las Chlorophyceae, Cyanobacteria y Euglenophyceae y los parámetros de estrés oxidativo mostraron los valores más altos en el fitoplancton de los sitios más contaminados. Se realizaron bioensayos toxicológicos con microalgas aisladas de un río contaminado por exceso de materia orgánica (MO) y metales pesados (río Matanza). Se estudió la respuesta de Phacus brachykentron a diferentes concentraciones de MO. El aumento de MO determinó una menor tasa de crecimiento y deformaciones celulares. Se modificaron características sistemáticas específicas, lo que implica que organimos considerados como otras especies pueden ser ecomorfos del mismo taxón. Se analizó el efecto del arsenito de sodio sobre el crecimiento, morfología y parámetros de estrés oxidativo de dos cepas de Euglena gracilis, especie cosmopolita que también habita relaves mineros con altas concentraciones de arsénico. Se emplearon cultivos de dos cepas: UTEX (de una colección de cultivos) y MAT (aislada del río Matanza), en medio mineral y orgánico. El arsenito inhibió el crecimiento de manera dosis dependiente, independientemente del medio. Aumentó el contenido de la sustancia de reserva y el diámetro celular. Los resultados sugieren la participación de estrés oxidativo en la toxicidad del arsenito y diferencias en la respuesta antioxidante de ambas cepas.

Desde el punto de vista de la higiene alimenticia, los quesos analizados, constituyen un producto de primer orden, conteniendo en reducido volumen, gran cantidad de sustancias cuaternarias y ternarias, como las albúminas y las grasas, cuerpos plásticos y dinamógenos, que además de servirnos para la formación y desarrollo de los tejidos, constituyen al mismo tiempo una fuente de calor y fuerza. La falta de adulterantes y el porcentaje en ázoe y grasa, considerando la sustancia seca, puede constituir para el higienista un alimento de elección para los individuos cuyo aparato digestivo funcione normalmente. Los elementos constitutivos de un determinado tipo de queso no pueden servirnos, por ahora, para establecer con ellos una clasificación química, porque sabemos que el mismo tipo, varía en sus componentes de una manera acentuada, según el periodo de maduración, según las razas de las vacas que producen la leche, según la clase de pasto que sirve para la alimentación, según la época de fabricación, etc., de ahí que necesitaríamos gran número de análisis del mismo tipo para sacar promedios que nos sirvieran á tal fin. Si consideramos que entre los 17 quesos analizados, 10 de los mismos están clasificados entre los blandos y los duros, dándonos por consiguiente un porcentaje del 59 % podemos decir que en la Provincia de Buenos Aires tenemos un tipo propio, especial del país, que propongo designar con el término de Semiduro. El método sistemático de análisis, las pequeñas modificaciones introducidas en el manual operatorio, la separación detallada de los diferentes nitrógenos, además de facilitar el trabajo analítico, constituye un medio para estudiar las causas de alteración y sabor en los quesos.