Sondas fotoquímicas y materiales luminiscentes para la detección de micotoxinas carboxiladas

Resumen

Las técnicas analíticas han experimentado un gran avance, muchas veces motivado por la mejora en la selectividad y sensibilidad que algunas aplicaciones requieren y, sobre todo, en lo que respecta a la seguridad personal, salud y prevención. Una de las áreas de mayor relevancia es la seguridad alimentaria y, especialmente, la contaminación de alimentos por micotoxinas. Como alternativa a los métodos cromatográficos estándar de análisis "costosos y que requieren personal especializado" en esta Tesis se avanza hacia el desarrollo de nuevos sensores fotoquímicos que satisfagan los requerimientos de sensibilidad y selectividad necesarios para la determinación de micotoxinas relevantes como la citrinina, las fumonisinas o la ocratoxina A. La innovación principal de esta Tesis es el desarrollo de estrategias para el diseño de sensores químicos luminiscentes mediante la combinación de polímeros de impronta molecular (MIPs), materiales sintéticos que mimetizan el comportamiento de elementos biológicos de reconocimiento como los anticuerpos sin sus limitaciones (fragilidad, coste, versatilidad¿), y de polímeros conjugados luminiscentes (CLPs) capaces de generar una señal luminiscente amplificada del evento de reconocimiento. El objetivo final es la obtención de polímeros conjugados luminiscentes con impronta molecular (PCLIMs), que sean capaces de detectar los analitos de interés en bajas concentraciones de manera selectiva, empleando técnicas de espectroscopía de fluorescencia, más accesibles y sencillas de manejar que los métodos cromatográficos. Para ello, esta Tesis ha perseguido i) la obtención de análogos de micotoxinas para su empleo como plantillas en la preparación de MIPs, o como marcadores fluorescentes para su aplicación en ensayos competitivos; ii) la síntesis de modelos moleculares de CLPs derivatizados con elementos de reconocimiento para el estudio de la respuesta óptica a los analitos objetivo y iii) la síntesis y caracterización espectroscópica de CLPs en distintos formatos. En su primer capítulo, la Tesis describe la síntesis de sucedáneos de micotoxinas carboxiladas (fumonisina B1 y citrinina) para su empleo en la preparación de MIPs, además del etiquetado fluorescente del análogo de citrinina para su aplicación en ensayos competitivos de fluorescencia. Se demuestra la idoneidad del sucedáneo de fumonisina sintetizado por el reconocimiento efectivo del mismo por anticuerpos selectivos a fumonisina B1. El capítulo segundo describe la síntesis de nuevas sondas fluorescentes basadas en el núcleo de 1,4-diestirilbenceno (DSB) derivatizado con distintas funciones (de carácter básico para el reconocimiento de ácidos carboxílicos, o con receptores tipo urea para la coordinación de aniones carboxilato). La finalidad es facilitar los estudios de interacción receptor-analito, al tratarse de moléculas discretas y solubles, para poder extrapolar los resultados al posterior diseño de CLPs. La incorporación de sustituyentes con diferentes características electrónicas en los anillos aromáticos terminales del núcleo de DSB-urea ha servido para estudiar su influencia en la respuesta fotoquímica. Se observa, que la introducción de grupos electroatractores favorece la interacción con las especies carboxiladas y potencia la respuesta fotoquímica. En el último capítulo se sintetizaron diferentes CLPs entrecruzados, como una primera aproximación a la elaboración de CLPs con impronta, y se comparó su respuesta con la ofrecida por los elementos moleculares homólogos, para la evaluación del efecto de la amplificación de la señal. Si bien no se ha logrado alcanzar el objetivo último ¿preparación de auténticos CLPs con impronta molecular¿, sí se han podido establecer bases para el desarrollo de futuros CLPs para la detección de analitos carboxilados.