Título Tesis: “Optimización de técnicas electroanalíticas (adsv, asv, amp) para la determinación de arsénico en presencia de ligandos sintéticos y biológicos. Perspectivas para la construcción de un sensor”
Profesor (a) Guía: Verónica Arancibia
Defensa de Tesis Doctoral: 22 de septiembre del 2017
Resumen
En base a la habilidad del arsénico, principalmente el As(III) de tener reacciones de complejación y de óxido-reducción, en el presente trabajo de tesis doctoral se prepararon electrodos modificados incorporando ligandos químicos y materiales biológicos, los cuales fueron capaces de mediar una transferencia electrónica especifica entre el arsénico y la superficie de éstos, de tal manera que permitió la cuantificación directa de este metaloide en muestras reales.
Inicialmente, se utilizó el electrodo de mercurio de gota colgante (HMDE) debido principalmente, a su alta sensibilidad, repetibilidad, buenas propiedades de adsorción y adecuada ventana electroquímica en medios acuosos. Utilizando la técnica de Voltamperometría de Adsorción (AdSV) se comparó parámetros analíticos al utilizar ligandos como Pirrolidin ditiocarbamato de amonio y Dietilditiofosfato de amonio, obteniendo límites de detección (LDs) de 0,08 y 0,24 µg L-1, respetivamente. La sensibilidad se incrementó en presencia de un surfactante catiónico. Estas metodologías fueron aplicadas en la determinación de As(T) en muestras de agua proveniente del Río Loa.
Buscando una alternativa más portable al HMDE, se desarrollaron 3 metodologías utilizando electrodos serigrafiados comerciales GPH-SPCE y AuNPs-SPCE. Para este último, se optimizaron las variables experimentales en presencia y ausencia de orina. La determinación de As, en los tres casos, se realizó mediante voltamperometría de stripping anódico (ASV) y se obtuvieron los siguientes LDs: 0,28 (GH-SPCE); 42,0 (AuNPs-SPCE); 50,0 (AuNPs-SPCE/orina) µg L-1. Las metodologías con electrodos GH-SPCE y AuNPs-SPCE/orina fueron aplicadas en la determinación de As(III) y As(T) en muestras de orina humana provenientes de trabajadores de la planta de abatimiento de arsénico ubicada en la ciudad de Calama. Mientras que AuNPs-SPCE se utilizó para determinar la concentración de As(III) en una muestra de solución de lixiviación cargada (PLS) de la misma planta.
Posteriormente, se utilizó un electrodo de pasta de carbono modificado con carragenano, el LD obtenido fue de 0,49 µg L-1 y fue aplicado en la determinación de As(T) en una muestra del Río Loa mediante AdCSV.
Finalmente, se desarrollaron 2 biosensores utilizando AuNPs-SPCE mediante amperometría. El primero corresponde a un biosensor para la determinación de As(V) en base a la actividad enzimática de dos enzimas, Fosfatasa ácida y Tirosinasa, con el cual se obtuvo un LD de 0,24 mg L−1. El segundo biosensor fue construido utilizando bacterias Alcaligenes faecalis obteniendo LDs de 0,40 mg L−1 (pH= 7,00, E= 0,30V) y 0,13 mg L−1 a (pH= 12,00. E= 0,70V). Este biosensor se aplicó a la determinación de As(III) en muestras de agua del Río Loa.
La aplicación de todas estas posibilidades del arsénico nos permitió el desarrollo de 8 metodologías adecuadas para diferentes matrices.