martes, septiembre 27, 2016

DETERMINACION DE Fe(II) POR ESPECTROFOTOMETRIA

En una serie de entradas vamos a describir diversos métodos utilizados dentro del proyecto EACFe para la determinación de Fe(II), el estudio de cinéticas de oxidación y reducción de Fe(II),la complejación de Fe en agua de mar y la determinación de polifenoles y de sacáridos.

En este caso, la primera entrada va dirigida a la introducción del Método de la Ferrozina para la determinación de Fe(II). Este método fue originalmente publicado por Violler et al. (2000) y posteriormente modificado por Santana-Casiano et al. (2005) para trabajar a concentraciones nanomolares.

La Ferrozina forma un complejo con Fe(II) que absorbe luz a 562 nm. Este pico, de acuerdo a la modificación del método, es estable durante más de 30 min. En sí, el método se basa en la adición de tres reactivos a la muestra de agua de mar, Ferrozina, NaF y un buffer de acetato a pH 5.5, que es donde se encuentra la mayor sensibilidad del método.

En nuestro caso, este método lo usamos en un sistema capilar de largo paso de luz (5 m) conectado a espectrofotómetros de última generación (serie USB), permitiendo recolectar datos a diversas longitudes de onda, o del espectro completo de modo continuo. Además, este sistema nos permite trabajar en flujo, por lo que amplía la gama de posibles estudios a realizar.

Este método se utiliza para determinar concentraciones de Fe(II) a niveles nanmolares, para estudiar la oxidación de Fe(II) y la reducción de Fe(III). Una de las ventajas del método, respecto a otros métodos analíticos que determinan Fe(II), es que puedes observar el espectro de forma continua durante todo el estudio, de tal forma que cualquier intermedio o especie que se forme se verá reflejado en él.

A continuación mostramos una foto del sistema y del pico Fe(II)-Ferrozina.




Referencias

Viollier, E., Inglett, P. W., Hunter, K., Roychoudhury, A. N., & Van Cappellen, P. (2000). The ferrozine method revisited: Fe (II)/Fe (III) determination in natural waters. Applied geochemistry, 15(6), 785-790.


Santana-Casiano, J. M., González-Dávila, M., & Millero, F. J. (2005). Oxidation of nanomolar levels of Fe (II) with oxygen in natural waters. Environmental science & technology, 39(7), 2073-2079.

jueves, septiembre 15, 2016

TRABAJO FINAL DE GRADO: ISABEL GUERRA

Isabel Guerra, estudiante de grado en Ingeniería Química de la ULPGC, ha presentado su Trabajo Final de Grado (TFG) basado en la determinación de carbohidratos y aminoácidos en microalgas marinas. 

Resumen:

El objetivo del trabajo es medir el contenido total de carbohidratos en distintas cepas de microalgas que fueron aportadas por el Banco Español de Algas. Se prepararon extractos acuosos de las siguientes especies de microalgas mezclando 10 mg de cada microalga previamente liofilizada con 10 mL de agua destilada: (a) Ankistrodesmus sp.; (b) Phormidiochate sp.; (c) Nodularia spumigena; (d) Chloroidium saccharophilum; (e) Pseudopediastrum boryanum; (f) Cosmarium blytii; (g) Cosmarium; (h) Spyrogyra sp.; (i) Ochrosphaera verrucosa; (j) Chloromonas cf. Reticulata. Estas muestras se someten a agitación durante 10 minutos en un agitador vórtex y posteriormente se introducen en un baño de ultrasonidos 5 minutos. Se centrifuga la muestra durante 5 minutos y se extrae el sobrenadante, que se reserva en la nevera y en la oscuridad hasta su posterior uso en el ensayo con la antrona (Brooks et al, 1983).
La reacción de la antrona constituye la base de un método rápido para la determinación de hexosas, aldopentosas y ácidos hexurónicos aisladas o formando parte de los polisacáridos. Este método se basa en la acción hidrolizante y deshidratante que ejerce el ácido sulfúrico sobre los hidratos de carbono para rendir furfurales, que son derivados aldehídicos del furano. Así, en presencia del ácido sulfúrico y del reactivo antrona, los carbohidratos experimentan deshidratación que conduce a la formación de un anillo pentagonal de furfural o hidroximetilfurfural, según se parta de pentosas o hexosas. Los oligo- y polisacáridos también sufren estas reacciones, ya que el medio ácido favorece la hidrólisis previa del enlace glicosídico (Herrera, Bolaños & Lutz, 2003). Esto es, los polisacáridos por acción del ácido son primeramente hidrolizados a monosacáridos, y éstos, posteriormente son deshidratados.
Los furfurales formados se combinan fácilmente mediante condensación con compuestos aromáticos (fenoles, aminas cíclicas o heterociclos) produciendo compuestos coloreados. En el caso de la antrona, la solución adopta un color azul verdoso y muestra una absorción máxima a 620 nm (Herrera, Bolaños & Lutz, 2003; Grande, Utrera & Oya, 1953). Para que la medición sea reproducible, deben controlarse cuidadosamente las concentraciones de antrona y de ácido en el reactivo, así como el tiempo y la temperatura de reacción.
La cantidad de carbohidratos en las muestras analizadas se determinó utilizando como referencia una recta de calibrado obtenida a partir de diferentes disoluciones patrón de (+D)-Glucosa tratados con el mismo procedimiento descrito previamente para las muestras algales.
Como se puede observar en la siguiente figura, el máximo contenido de carbohidratos se encontró en las cepas Phormidiochaete sp. (BEA0762B) y Ochrosphaera verrucosa BEA0860B) con un 15,9% y un 11,7%, respectivamente; siendo la cepa Ankistrodesmus sp. (BEA0536B) la que ofrece menor contenido de carbohidratos (1,3%).


Microalgas estudiadas durante el TFG


Referencias
Brooks, J. R., Griffin, V. K., & Kattan, M. W. (1986). A Modified Method for Total Carbohydrate Analysis of Glucose Syrups, Maltodextrins, and Other Starch Hydrolysis Products. Cereal Chemistry, 63, 465-466.
Grande, F., Utrera, A., & Oya, J. C. (1953). La reacción de la antrona en la determinación de los hidratos de carbono. Revista Clínica Española, 17-23.
Herrera R., C. H., Bolaños V., N., & Lutz C., G. (2003). Química de alimento. Manual de laboratorio. Editorial de la universidad de Costa Rica.

lunes, septiembre 05, 2016

LA NECESIDAD DE LA FISICO-QUIMICA EXPERIMENTAL EN LOS MODELOS GLOBALES

Los modelos biogeoquímicos globales están diseñados para hacer predicciones sobre el impacto global en el océano de diversas hipótesis. Los modelos que reflejan la evolución de Fe en el océano global muestran una amplia dispersión en los resultados, a pesar de tener una gran abundancia de datos de concentración de Fe disuelto y total en los océanos. Estos datos provienen, en su mayoría, del programa internacional GEOTRACES. Esta dispersión es más acentuada en el océano interior y se ve reflejada en los tiempos de residencia, de tal forma que, según Tagliabue et al (2015), los resultados de los estudios de fertilización de Fe y la  generación de modelos deberían interpretarse con precaución. De hecho, el tiempo de residencia varía desde 3.7 a 626.3 años según el modelo utilizado y las variables introducidas. Lo cual demuestra que se necesita un mayor conocimiento de la química del Fe en aguas naturales, tanto a nivel inorgánico como sus interacciones con compuestos orgánicos.


                     Tabla extraída de Tagliabue et al. (2015)
MODELO
TOTAL
(Gmol/año)
Concentración media de Fe (nM)
Tiempo de Residencia (años)
BEC
124.5
0.74
8.1
BFM
1.4
0.65
626.3
BLING
12.4
0.37
42.4
COBALT
182.5
0.50
3.7
GENIE
1.8
0.48
560.0
MEDUSA1
2.7
0.46
232.0
MEDUSA2
6.8
0.35
69.9
MITecco
107.5
0.65
8.2
MITigsm
195.4
0.66
4.6
PISCES1
71.0
0.59
11.5
PISCES2
71.0
0.81
15.7
REcoM
4.3
0.73
291.6
TOPAZ
88.6
0.50
7.6




VALOR MEDIO
66.9 ± 67.1
0.58 ± 0.14
144.7 ± 175.8


Además de recolectar más datos en diversas y extensas áreas oceánicas, existe una necesidad urgente de tener más datos experimentales sobre la físico-química del Fe en aguas naturales que aumenten las bases de datos para poder desarrollar e interpretar lo modelos con una mayor precisión.


Referencias
Tagliabue, A., Aumont, O., DeAth, R., Dunne, J. P., Dutkiewicz, S., Galbraith, E., ... & Stock, C. (2015). How well do global ocean biogeochemistry models simulate dissolved iron distributions?. Global Biogeochemical Cycles.