FCE - Trabajos de Titulación Pre-Grado

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Análisis del efecto de la incorporación explícita de moléculas de agua en la barrera de activación para el proceso de liberación de hidrógeno molecular a partir del complejo (2,6-BIS [1,1-BIS(2-PIRIDIL)ETIL]-piridina oxo-molibdeno
(Universidad Andrés Bello, 2020) Godoy Godoy, Belén Sofía; Martínez Araya, Jorge I.; Islas, Rafael; Chamorro Jiménez, Eduardo; Facultad de Ciencias Exactas
El presente trabajo consiste en determinar computacionalmente la barrera de activación para la producción de dihidrógeno a partir del complejo [PY5Me2Mo(H)(OH)]+ (2,6-bis[1,1-bis(2- piridil)etil]-piridina-oxo molibdeno). Esto último radica en que experimentalmente en un medio acuoso se ha demostrado que dicho compuesto posee la capacidad de producción de dihidrógeno, lo que supone un bajo costo energético en comparación con la descomposición de agua que implica un costo total de 285,8 kJ mol-1 aproximadamente. No obstante, la simulación de disolvente como medio dieléctrico y polarizable (modelo implícito de disolvente) impide cualquier posible interacción entre soluto-solvente. La literatura científica revela que hasta tres moléculas de agua explícitamente incluidas en un modelo mecano-cuántico del mencionado compuesto basado en Mo disminuye la barrera de energía. Pero esos resultados no son concluyentes, ya que no hay certeza de que tres sea el número mínimo de moléculas de agua necesario para una simulación adecuada del agua como disolvente. Teniendo en cuenta los resultados no concluyentes que pueden encontrarse en la literatura científica, el objetivo de esta investigación es encontrar el número mínimo de moléculas de agua que asistan a la reacción molecular de liberación de hidrógeno molecular, sin cambiar la barrera de energía de manera significativa. Para cumplir los objetivos, se realizaron cálculos mecano-cuánticos para estudiar la dependencia de la barrera energética del número de moléculas de agua. Estas moléculas de disolvente se colocaron estratégicamente en el complejo basado en Mo. Los cálculos mecano-cuánticos se basan en la Teoría del Funcional de la Densidad.
Determinación y validación de un método de rastreo de drogas Z (Zopiclona) usada frecuentemente en agresión sexual facilitada por drogas
(Universidad Andrés Bello, 2018) Barrera Chinga, Judith Ornella; Guerrero Rosen, Ethel; Paredes García, Verónica; Santos Vargas, Juan Carlos; Jara Ulloa, Paola; Facultad de Ciencias Exactas
Zopiclona, pertenece a una clase de medicamentos denominados Drogas Z, que presenta variadas propiedades farmacológicas tales como hipnótico y sedante. El interés forense por esta sustancia no es menor y más que nada se relaciona con algunos hechos delictuales. De acuerdo con la gran importancia que presenta esta sustancia, este trabajo consistió en validar la metodología analítica para la determinación de Zopiclona, utilizando cromatografía gaseosa. Para ello se utilizó un cromatógrafo de gases acoplado a un detector de captura de electrones, y realizando previamente una extracción líquida/líquida. Se recopiló información bibliográfica referente a validación, extracción líquida/líquida y extracción líquida/líquida de Zopiclona. La primera etapa es la realización de un denominado protocolo de validación, que nos indicará los pasos a seguir. Los parámetros evaluados fueron selectividad, linealidad, precisión, exactitud, límites de detección y cuantificación y robustez. Como resultado final se puede decir que la metodología se encuentra validada y para ser usada en el análisis de Drogas Z.
Estudio de propiedades espectroscópicas y térmicas de polinitrofosfaceno
(Universidad Andrés Bello, 2013) Apablaza Díaz, Jean Pierre Alejandro; Valenzuela, María Luisa; Facultad de Ciencias Exactas
Los polímeros son compuestos químicos muy importantes. Existen polímeros orgánicos e inorgánicos, pero ambos están basados en el mismo principio: son macromoléculas que se forman a partir de unidades más pequeñas denominadas monómeros. En muchos casos una molécula de un polímero está compuesta de miles de moléculas de monómeros. En la actualidad existe un gran número de polímeros, algunos se destacan por el uso cotidiano. Un ejemplo de ello, son el polimetacrilato, (lentes de contacto), acrilonitrilo, (carrocerías de vehículos), polietileno, (fabricación de plasticos). También se destacan polímeros biodegradables los que son utilizados en el campo de la medicina. Los más utilizados son: Poliéster, Poliesteramidas y Polifosfacenos. Los polifosfacenos constituyen la familia más grande de macromoléculas inorgánicas. La extraordinaria versatilidad de los polifosfacenos radica en la posibilidad de elegir el grupo sustituyente R, para obtener propiedades predeterminadas del material como: polímeros cristalinos o amorfos, solubles o insolubles en agua, materiales de alta o de baja Temperatura de transición vítrea, resistentes al fuego y a disolventes, biocompatibles, etc. En la presente unidad de investigación, se estudiará la caracterización y funcionalización de un tipo de polifosfaceno de alto peso molecular, específicamente el poliespirofosfaceno, el que es obtenido a través de la reacción directa del polidiclorofosfaceno con un reactivo bifuncionalizado como 2,2-di-hidroxibifenil y carbonato de potasio. Este poliespirofosfaceno se disolvió en H2SO4 concentrado y se hizo reaccionar con HNO3 concentrado. Los productos obtenidos fueron lavados y secados a vacío a 60 °C, obteniendo polinitroespirofosfacenos. Estos polinitroespirofosfacenos fueron caracterizados por Espectroscopía infrarroja, (IR), Espectroscopía ultravioleta-visible, (UV-VIS), Termogravimetría, (ATG), Calorimetría Diferencial de Barrido, (DSC) y Microscopía Electrónica de Barrido, (SEM).
Estudio teórico de la determinación selectiva de cobre mediante el uso de un sensor basado en ferroceno
(Universidad Andrés Bello, 2020) Mc Phee Cruz, Christopher James; Santos Vargas, Juan Carlos; Paredes García, Verónica; Cepeda Plaza, Marjorie; Duque Noreña, Mario Alberto; Martínez Araya, Jorge I.; Facultad de Ciencias Exactas
La búsqueda de sensores metálicos altamente selectivos es un área de gran interés. Aunque el ((E)-2-[(3-(2-ferrocenil) vinil)-5,5-dimetilciclohex-2-enylidene]malononitrilio) (S) ha sido reportado como un compuesto altamente selectivo en la determinación de cobre, los aspectos involucrados en su alta selectividad son aún desconocidos, por lo tanto en este trabajo se estudió de forma teórica, la interacción de dicho compuesto con algunos cationes metálicos (Cu2+, Zn2+ , Ca2+ y Na + ), dentro del marco de la Teoría de Funcionales de la densidad. La selectividad fue evaluada por la formación de los complejos entre el compuesto de interés y los cationes indicados. Se evaluaron las diferentes posibilidades de interacción del ligando con el metal y se compararon las energías de formación de los complejos obtenidos. Adicionalmente, se realizó un estudio estructural caracterizando la distancia de interacción entre el centro metálico y la región más próxima del ligando y estimando la transferencia de carga entre los dos fragmentos involucrados. Se obtuvieron complejos de diferente índole, donde la mayor selectividad hacia cobre fue determinada por la interacción de cobre con los pares libres del átomo de Nitrógeno del grupo CN, interacción que fue menor o no se encontró con el resto de los metales involucrados en el estudio. En todos los complejos obtenidos el ligando actuó como dador de densidad electrónica, siendo más favorable la transferencia de carga hacia cobre que hacia cinc, calcio y sodio, respectivamente. Estas evidencias electrónicas guardan coherencia con parámetros geométricos y energéticos obtenidos en el presente trabajo.
Estudio teórico del mecanismo de tautomerización en bases nitrogenadas desde la perspectiva de la fuerza de reacción
(Universidad Andrés Bello, 2014) Navarro Toro, Rodrigo Alexis; Jaque O., Pablo; Facultad de Ciencias Exactas
El ADN es la molécula responsable de codificar y transmitir la información genética necesaria para que las células cumplan su función. Es por ello, que desde su descubrimiento ha sido la molécula biológica que mayor atención ha atraído para el mundo científico. Sin embargo, continúa siendo un tópico de interés los mecanismos que producen alteraciones en su estructura. En el presente trabajo, se realiza un estudio teórico sobre los mecanismos de los procesos de tautomerización de adenina y citosina en sus formas libre (transferencia protónica intramolecular) y en presencia de una molécula de agua (transferencia protónica intermolecular), para ganar comprensión de éstos, desde la perspectiva de los análisis de la fuerza de la reacción F( ) y la constante de fuerza de la reacción (). Las reacciones son analizadas en términos de las tres regiones definidas por la F( ) : reactante, transición y productos. La primera y la última región son estructuralmente intensivas mientras la región de transición es electrónicamente intensiva. La barrera de energía de activación es caracterizada en términos de los cambios estructurales y energéticos asociados a los procesos de interconversión de tautómeros, encontrando que los cambios estructurales predominan en el proceso de activación. Las transferencias protónicas intramoleculares, requieren de reordenamientos estructurales significativos en comparación a los procesos asistidos por una molécula de agua. El análisis de propiedades electrónicas permite dilucidar que en una transferencia protónica intramolecular predominan las interacciones de tipo “a través del espacio” (o “through space”) mientras que una intermolecular predomina las de tipo “a través del enlace” (o “through bond”). La presencia de la molécula de agua, disminuye la barrera de energía de activación, es decir ésta actúa como un catalizador, favoreciendo la formación de tautómeros “raros” o alternativos de las bases nitrogenadas del ADN debido a que ésta induce una mejor interacción de tipo “a través del enlace”. Los mecanismos de transferencia protónicas (intra- e inter-moleculares) mostraron ser de una etapa cinética con ruptura y formación de enlace de tipo sincrónico. La presencia de la molécula de agua disminuye el ancho de la barrera o extensión de la región de transición, obligando a que los procesos de ruptura y formación de enlaces estén más próximos al unísono.
Evaluación de la partición de los grupos fosfatos en la coordinación del ión metálico en el mecanismo de reacción de la DNAzima 8-17
(Universidad Andrés Bello, 2021) Aedo Valdivia, Francisco Antonio Samuel; Cepeda Plaza, Marjorie; Facultad de Ciencias Exactas
En la presente unidad de investigación, se han tratado las temáticas de las DNAzimas, sus características generales y aplicaciones. Las DNAzimas son oligonucleótidos que se caracterizan por ser sintéticos, elaboradas en el laboratorio mediante un proceso llamado selección in vitro. En forma aleatoria y simultánea se descubrieron la DNAzima 8-17 que se ha utilizado para investigar los mecanismos estructurales y catálisis químicas y la DNAzima 10-23, que se ha estudiado para el desarrollo de aplicaciones de silenciamiento genético. Estos son biopolímeros que se caracterizan por ser muy estables, de fácil obtención y de bajo costo, por este motivo son difíciles de degradarse y se necesita de enzimas específicas para hacerlo . En consecuencia, han sido estudiadas y están siendo aplicadas en diversas áreas científicas tanto a nivel de su mecanismo estructural como en el silenciamiento de genes. A grandes rasgos he abarcado estos temas especialmente de la DNAzima 8- 17, muy especialmente en los avances en su mecanismo de reacción. Nuestros objetivos de la investigación bibliográfica es comprobar la hipótesis y llegar teóricamente a evaluar la factibilidad esperando que la aplicación de tecnologías experimentales nos dé la razón. Nuestro enfoque será en el estudio la DNAzima 8-17, específicamente junto al grupo funcional del fosfato y evaluar el mecanismo estructural de catálisis (β) en la coordinación de un ión metálico, evaluando la DNAzima dado que por experimentos anteriores los grupos metálicos (5) son más afines a esta enzima. La DNAzima junto al ión metálico Pb2+ produce una eficiente aceleración en la reacción de velocidad de la catálisis, se ha postulado recientemente que el Na+ podría tener alguna participación. La DNAzima 8-17 escinde al RNA usando como cofactor un ión metálico. La obtención de la estructura cristalina de la DNAzima 8-17 sugiere que la enzima adopta un plegamiento en forma de V, y que el Pb2+ está unido en el bolsillo reorganizando de la DNAzima 8-17 , la estructura captura el estado precatalítico de la reacción ayudada por el ión metálico Pb2+, como también por interacciones terciarias intrínsecas, lo que implicaría que acelera la reacción ayudada por el ión metálico Pb2+ , como también por interacciones terciarias intrínsecas que conforman el sitio activo. Estudios de dinámica molecular han sugerido cuatro estados a lo largo de la vía de reacción para la DNAzima 8-17 exponiendo los posibles roles que desempeñan los iones Na+ y Pb2+ en el sitio activo, el cual está tensado electrostáticamente, y cómo impactan las cuatro estrategias catalíticas fundamentales.
Evaluación de la participación de Mg2+ en el mecanismo de catálisis de la dnazima 8-17
(Universidad Andrés Bello, 2020) Rojas Hernández, Francisca Catalina; Cepeda Plaza, Marjorie; Millán, Daniela; Tiznado, William; Facultad de Ciencias Exactas
Las DNAzimas son hebras monocaternarias de ADN obtenidas en laboratorio a través de un proceso llamado selección in vitro, las cuales son capaces de catalizar diversas reacciones químicas, entre ellas la ruptura de ARN. En esta reacción, la DNAzima acelera la transferencia interna del fosfodiéster, utilizando un ion metálico como cofactor. Entre la gran variedad de enzimas de ADN seleccionadas hasta la fecha, la DNAzima 8-17 ha sido, sin duda, la más estudiada en términos catalíticos. Esta es una metaloenzima que tiene la particularidad de ser activa con una serie de metales divalentes, pero que muestra su mayor actividad en presencia de Pb 2+ . Sin embargo, la participación específica del cofactor metálico en la catálisis no ha sido aún del todo dilucidada, aunque en base a la evidencia colectada, una de las posibilidades podría ser la existencia de un evento de transferencia de protones que involucra al ion metálico hidratado. Por esta razón, este trabajo propone evaluar la influencia del pH en el mecanismo de reacción de la DNAzima 8-17, a través del estudio de perfiles de actividad (log (kobs) vs pH). Para ello es necesario estudiar la actividad de la enzima en un amplio rango de pH. No obstante, a altos valores de pH, la DNAzima tiene la particularidad de tener constantes de velocidad elevadas que dificultan su determinación por las técnicas disponibles. Para superar esta limitación, se plantea estudiar los perfiles de actividad de un análogo menos activo de la DNAzima 8-17. De esta manera, se compararán los perfiles de actividad de la DNAzima nativa y la análoga en presencia del ion metálico divalente. Para esto se realizarán ensayos de actividad a diferentes pHs con la DNAzima y un sustrato marcado con la sonda fluorescente FAM en la terminación-5Ꞌ, bajo condiciones de single-turnover. Las hebras correspondientes al sustrato y a los productos de reacción serán separados mediante electroforesis, en un gel denaturante de poliacrilamida al 20% (PAGE), la imagen obtenida será visualizada en un G:box Syngene Imager System, y la cuantificación se realizará por medio del software GeneTools Syngene. A partir de los datos de formación de producto en el tiempo, se calcularán las kobs para cada reacción, a cada uno de los pH bajo estudio. Estos datos cinéticos, permitirán evaluar la influencia del pH sobre la actividad de la DNAzima 8-17.
Indagando estrategias catalíticas de las Dnazimas 8-17 y 10-23
(Universidad Andrés Bello, 2020) Parra Meneses, Virginia Paz; Cepeda Plaza, Marjorie; Facultad de Ciencias Exactas
Este trabajo de investigación se enfocó en el estudio y revisión bibliográfica de las DNAzimas 8-17 y 10-23, las cuales son cadenas simples de DNA con funciones catalíticas. Estas enzimas aceleraran la velocidad de reacción de ruptura de una cadena de ARN.Las DNAzimas tienen múltiples aplicaciones tanto en terapias de silenciamiento génico, biosensores o en el campo de la nano biotecnología. Estas aplicaciones abren paso al interés científico de querer desarrollar nuevas tecnologías o promover mejoras en las ya existentes. Para esto, es crucial dilucidar el mecanismo de reacción empleado por las DNAzimas. La estructura secundaria de las DNAzimas 8-17 y 10-23 es bien conocida. Para la DNAzima 8-17 hay variados estudios funcionales y estructurales que han permitido ir construyendo el mecanismo que utilizaría esta enzima, aunque aún no se encuentra del todo resuelto. Sin embargo, el caso de la DNAzima 10-23, los estudios han estado enfocados en el desarrollo de aplicaciones y aún son muchos los puntos que se desconocen en torno sula relación función-estructura, lo que dificulta el mejoramiento racional de estas aplicaciones. En este trabajo se enfocó en el estudio bibliográfico para entender los conceptos de catálisis enzimática, en conocer y familiarizarse con las enzimas de DNA y las estrategias catalíticas que utilizan en sus mecanismos de reacción. Específicamente, enfocándose en los estudios realizados con las DNAzimas 8-17 y 10-23para establecer posibles comparaciones y encontrar similitudes en las estrategias catalíticas empleadas por ambas enzimas, tomando como referencia la más estudiada DNAzima 8-17
Síntesis y propiedades de perovskitas híbridas orgánicas e inorgánicas
(Universidad Andrés Bello, 2021) Villafuerte Cofré, Katherine del Pilar; Paredes García, Verónica; Cruz Herrera, Carlos; Facultad de Ciencias Exactas
El propósito de esta unidad de investigación es revisar las principales características, propiedades y aplicaciones de las perovskitas híbridas. En los últimos años, estos materiales handespertado un gran interés por su alto rendimiento en la conversión de energía solar en corriente eléctrica, así como también, por las propiedades estructurales y magnéticas que esta familia de compuesto presenta. Al mismo tiempo, este tipo de materiales permite combinar diferentes propiedades en una sola estructura, lo que le confiere características multifuncionales. Es decir, el tener dos o más propiedades en un mismo compuesto, conlleva un desafío sintético importante en el área fisicoquímico del estado sólido. Las propiedades que tienen y ofrecen las perovskitas están estrechamente relacionadas con la composición química, la pureza de sus fases, los defectos superficiales, la estructura cristalina, la morfología y las condiciones de síntesis. Por tanto, el control de estos parámetros en los procesos de síntesis es fundamental. Esta unidad de investigación está centrada en el marco teórico de perovskitas, y en el cual específicamente se analizarán y caracterizarán perovskitas híbridas de tipo organo-inorgánicas. El trabajo se centrará, en describir los métodos sintéticos y los efectos de la temperatura en la estructura final del material, reconociendo que este factor tiene un efecto en la disposición de los átomos en el espacio y por ende en sus propiedades.

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Examinando FCE - Trabajos de Titulación Pre-Grado por Materia "Análisis"

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