Elaboración de nanopartículas de metales de transición soportados en una matriz de propóleo y quitosano mediante electrospinning, como posible antifúngico
Las enfermedades en los cultivos son producidas por factores bióticos que alteran las funciones fisiológicas de las plantas y en casos extremos provocan la muerte de las plantaciones, entre estos factores se encuentran los hongos. Las estrategias usadas por los agricultores para evitar pérdidas en s...
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| Format: | bachelorThesis |
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| Published: |
Universidad de Cuenca
2020
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| Online Access: | http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/34617 |
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| author | Alvarado López, Marco Francisco Ponce Montalvo, Jhonny David |
| author2 | Cruzat Contreras, Christian Américo |
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| author_sort | Alvarado López, Marco Francisco |
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| description | Las enfermedades en los cultivos son producidas por factores bióticos que alteran las funciones fisiológicas de las plantas y en casos extremos provocan la muerte de las plantaciones, entre estos factores se encuentran los hongos. Las estrategias usadas por los agricultores para evitar pérdidas en sus cultivos debidas a infestaciones de patógenos fungales incluyen la aplicación de pesticidas de síntesis química. Sin embargo, las poblaciones de hongos, objeto de control, pueden generar resistencia, originando graves problemas a los productores. El objetivo de este estudio es desarrollar un nuevo fungicida a partir de la obtención de una matriz polimérica dopada con nanopartículas de metales de transición (hierro y zinc) soportadas en una matriz polimérica de quitosano y propóleo refinado. Para ello, se obtuvieron las nanopartículas mediante la técnica solvotermal, a causa de su simplicidad y por involucrar una cinética de reacción acelerada. El propóleo fue utilizado puesto que presenta propiedades antimicrobianas y antifúngicas, esto asociado a la gran cantidad de flavonoides, polifenoles, esteroides, aldehídos, aminoácidos y quinonas, a quienes se les confieren, estas capacidades. Se realizaron las síntesis de nanopartículas variando parámetros de reacción (temperatura, tiempo y precursor de Zinc). Para el caso de las matrices poliméricas se obtuvieron films de cuatro tipos, quitosano, quitosano/extracto de propóleo, quitosano/nanopartículas y quitosano/extracto de propóleo/nanopartículas. La calorimetría diferencial de barrido determinó un aumento de la estabilidad térmica en las matrices que poseían propóleo y un menor contenido de agua. La microscopía electrónica de transmisión, la difracción de electrones de área seleccionada y la difracción de rayos X, demostraron la estructura de las nanopartículas, siendo estas en mayor cantidad propias de la espinela de hierro (Fe3O4). La microscopía electrónica de barrido determinó una estructura tipo nanofilm de las matrices poliméricas electrohiladas. Los ensayos de liberación se ajustaron a modelos matemáticos siendo el modelo que mejor se ajusta el de Korsmeyer y Peppas, en donde el propóleo fue la única sustancia que se liberó en el medio (etanol al 70%). Por último, se determinó la actividad antifúngica de las nanopartículas, matrices poliméricas y soluciones utilizadas en electrospinning por medio de un ensayo in vitro frente al hongo Fusarium sp. |
| format | bachelorThesis |
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| institution | Universidad de Cuenca |
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| publishDate | 2020 |
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El objetivo de este estudio es desarrollar un nuevo fungicida a partir de la obtención de una matriz polimérica dopada con nanopartículas de metales de transición (hierro y zinc) soportadas en una matriz polimérica de quitosano y propóleo refinado. Para ello, se obtuvieron las nanopartículas mediante la técnica solvotermal, a causa de su simplicidad y por involucrar una cinética de reacción acelerada. El propóleo fue utilizado puesto que presenta propiedades antimicrobianas y antifúngicas, esto asociado a la gran cantidad de flavonoides, polifenoles, esteroides, aldehídos, aminoácidos y quinonas, a quienes se les confieren, estas capacidades. Se realizaron las síntesis de nanopartículas variando parámetros de reacción (temperatura, tiempo y precursor de Zinc). Para el caso de las matrices poliméricas se obtuvieron films de cuatro tipos, quitosano, quitosano/extracto de propóleo, quitosano/nanopartículas y quitosano/extracto de propóleo/nanopartículas. La calorimetría diferencial de barrido determinó un aumento de la estabilidad térmica en las matrices que poseían propóleo y un menor contenido de agua. La microscopía electrónica de transmisión, la difracción de electrones de área seleccionada y la difracción de rayos X, demostraron la estructura de las nanopartículas, siendo estas en mayor cantidad propias de la espinela de hierro (Fe3O4). La microscopía electrónica de barrido determinó una estructura tipo nanofilm de las matrices poliméricas electrohiladas. Los ensayos de liberación se ajustaron a modelos matemáticos siendo el modelo que mejor se ajusta el de Korsmeyer y Peppas, en donde el propóleo fue la única sustancia que se liberó en el medio (etanol al 70%). Por último, se determinó la actividad antifúngica de las nanopartículas, matrices poliméricas y soluciones utilizadas en electrospinning por medio de un ensayo in vitro frente al hongo Fusarium sp. Diseases in crops are caused by biotic factors that alter the physiological functions of plants and in extreme cases causing the death of plantations, among these factors are fungi. The strategies used by farmers to avoid losses in their crops due to fungal pathogen infestations include the application of chemical synthesis pesticides. However, controlled fungal populations can generate resistance, causing serious problems for growers. The objective of this study is to develop a new fungicide from obtaining a polymer matrix doped with transition metal nanoparticles (iron and zinc) supported on a polymeric matrix of chitosan and refined propolis. For this, we obtained the nanoparticles using the solvothermal technique, a reason for their simplicity and for involving accelerated reaction kinetics. Propolis was used since it has antimicrobial and antifungal properties, this associated with the large amount of flavonoids, polyphenols, steroids, aldehydes, symptoms and quinones, to whom these capacities are conferred. Nanoparticle syntheses were performed by varying reaction parameters (temperature, time and Zinc precursor). In the case of polymeric matrices, films of four types were obtained: chitosan, chitosan / propolis extract, chitosan / nanoparticles and chitosan / propolis extract / nanoparticles. Differential scanning calorimetry determined an increase in thermal stability in the matrices that had propolis and a lower water content. Transmission electron microscopy, electron diffraction of selected area and X-ray diffraction, demonstrated the structure of the nanoparticles, being these in greater quantity than the iron spinel (Fe3O4). Scanning electron microscopy determined a nanofilm-like structure of the electrospun polymer matrices. The release tests were adjusted to mathematical models, the Korsmeyer and Peppas model being the best fit, where propolis was the only substance that was released into the medium (70% ethanol). Finally, the antifungal activity of the nanoparticles, polymer matrices and solutions used in electrospinning was determined by means of an in vitro test against the fungus Fusarium sp. Ingeniero Químico Cuenca 2020-07-07T16:57:11Z 2021-02-02 2020-07-07T16:57:11Z 2021-02-03 2020-07-07 bachelorThesis http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/34617 spa TQ;507 restrictedAccess application/pdf application/pdf Universidad de Cuenca |
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