jueves, octubre 20, 2016

DETERMINACIÓN DE Fe(II) POR QUIMIOLUMINISCENCIA

EL método para la determinación del Fe(II) con luminol fue desarrollado por Seitz and Hercules (1972) y posteriormente adaptado a la técnica quimioluminiscente (FeLume) para su uso en agua de mar por O'Sullivan et al. (1995) y King et al. (1995).


Este método  se basa en la detección de luz generada  por la reacción de Fe(II) con oxígeno en presencia de luminol (5-amino-2,3-dihydro-1,4-phthalazinedione). Donde el Fe(II) es oxidado por oxígeno molecular para producir superóxido y secuencialmente el radical peroxicarbonato. Estas especies oxidan al luminol en dos pasos y se produce una luminiscencia de color azul a 425 nm.



El reactivo empleado en la técnica es el luminol, el cual se prepara con  Na2CO3, NH3 y se ajusta el pH a 10.4 con HCl (todos los reactivos son de alta pureza). Una vez preparado se almacena en oscuridad debido a su foto-sensibilidad. Esta disolución se vuelve más estable tras 24 h de su preparación. También se emplea una disolución de NaCl al 0.7M que actúa como disolución transportadora. 

Para realizar la determinación de Fe(II) se introduce la muestra a través de una bomba peristáltica en un sistema de inyección, que conecta a la cámara de mezcla con el detector (PMT). El tiempo de análisis utilizado es de 100 s y se registra el área del pico.  El software ejecutado es proporcionado por Waterville analytical (WA CONTROL V105, PHOTO COUNTER CONTROL).

Las principales ventajas de la técnica  radican en una detección simple, rápida y económica; bajo límite de detección (90 pM), sin necesidad de preconcentración; alta selectividad, no requiere el uso de agentes complejantes fuertes; permite medir en continuo y puede trasladarse con facilidad.

Ejemplo de cinética de oxidación de Fe(II) 


Referencias
King, D.W., Lounsbury, H.A. and Millero, F.J., 1995. Rates and mechanism of Fe (II) oxidation at nanomolar total iron concentrations. Environmental science & technology, 29(3): 818-824.
O'Sullivan, D.W., Hanson, A.K. and Kester, D.R., 1995. Stopped flow luminol chemiluminescence determination of Fe (II) and reducible iron in seawater at subnanomolar levels. Marine Chemistry, 49(1): 65-77.
Seitz, W.R. and Hercules, D.M., 1972. Determination of trace amounts of iron (II) using chemiluminescence analysis. Analytical Chemistry, 44(13): 2143-2149. 

jueves, octubre 13, 2016

DETERMINACION DE LA ESPECIACION DE HIERRO CON TAC

En esta nueva entrada nos gustaría describir el método que actualmente es el más utilizado para la estudiar la especiación de Fe en agua de mar. Este método fue descrito y publicado por Croot y Johansson (2000). En él, al igual que otros, se utiliza la técnica voltamétrica por redisolución catódica (CSV, de sus siglas en inglés Cathodic Stripping Voltammetry) con gota de mercurio. La diferencia radica en la utilización como agente complejante del Fe al TAC (2-(2-Thiazolylazo)-p-cresol), de tal forma que se puede medir Fe desde concentraciones 0.1 nM con tiempos de deposición sobre la gota de mercurio de tan solo 120 segundos.

Los reactivos del método son: 0.01 M TAC en metanol de grado HPLC, el cual se prepara cada dos semanas y se mantiene en el frigorífico. Buffer de 0.1 M EPPS en 1 M NH4OH de alta pureza. Esta disolución se prepara a pH 8.0.

Para la determinación de Fe, se utilizan 10 mL de agua de mar, 100 µL de EPPS y, generalmente 10 µL de TAC, salvo que se desee estudiar diversas ventanas de detección. En ese caso se utilizaran diversas concentraciones de TAC.

De acuerdo al trabajo de Croot y Johansson (2000), los parámetros de referencia para la determinación de Fe son (DPCSV):


Tiempo de Modulación
0.01 s
Tiempo de Intervalos
0.1 s
Potencial de Deposición
-0.4 V
Potencial Inicial
-0.4 V
Potencial Final
-0.9 V
Potencial de paso
2.55 mV
Amplitud de Modulación
49.95 mV


En este método, la especiación de Fe(II) no se considera, debido a los altos tiempos de equilibrio que se emplean (superiores a 6 horas) y al pH de la muestra, la presencia de Fe(II) debería ser despreciable respecto a la de Fe(III). El efecto de la temperatura es importante ya que puede llevar a errores en la determinación del valor de αFe’. El papel del Fe coloidal y la presencia de diversos compuestos orgánicos deben ser examinada para entender la variación de sensibilidad por una posible interacción entre ellos y el TAC. A pesar de ello, para agua de mar es el método más estable y conciso.


En la siguiente figura se muestra un barrido típico de Fe-TAC en agua de mar.

Pico Fe-TAC2 en agua de mar a diversas 
concentraciones de Fe en agua de mar. 
Figura extraida del TFG de Isabel Cadena

Referencias

Croot, P. L., & Johansson, M. (2000). Determination of iron speciation by cathodic stripping voltammetry in seawater using the competing ligand 2-(2-Thiazolylazo)-p-cresol (TAC). Electroanalysis, 12(8), 565-576.

lunes, octubre 03, 2016

EL BANCO ESPAÑOL DE ALGAS (BEA)

El Banco Español de Algas (BEA), donde trabaja la Dra. Antera Martel (miembro del proyecto EACFe y encargada de la selección y mantenimiento de las cepas que utiliza el grupo QUIMA), es un servicio nacional de I+D+i de la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC), gestionado por la Fundación Canaria Parque Científico Tecnológico de la ULPGC. El BEA es la única colección oficial y pública en España que mantiene y suministra microalgas y cianobacterias. El trabajo en la colección consiste en la bioprospección, aislamiento, identificación, caracterización y conservación a largo plazo de cepas. Además de estas funciones básicas, el BEA desarrolla programas de cultivo y valoración de la biomasa bajo diferentes proyectos de investigación públicos y privados.

Imagen de cultivos en el BEA


El BEA es miembro de la Organización Europea de Colecciones de Cultivos (ECCO), de la Federación Mundial de Colecciones de Cultivos (WFCC), forma parte del Centro Mundial de Datos sobre Microorganismos (WFCC-MIRCEN) y es socio de Asociación Española de Bioempresas (ASEBIO).

Imagen de la colección de cepas (BEA)
En la actualidad, el Banco mantiene 1640 cepas, algunas de ellas inéditas para la ciencia y la mayoría nuevas citas para Canarias, procedentes de hábitats terrestres, dulceacuícolas, salobres, marinos e hipersalinos, principalmente, de la región Macaronésica.


Las cepas son clonales, el 15% de ellas axénicas, aisladas por el personal y colaboradores del BEA mediante técnicas manuales o utilizando citometría de flujo con sorting, sin emplear tratamientos químicos.

El 60% de las cepas se ofrece al público a través de la tienda virtual del BEA (www.bea.marinebiotechnology.org), el 25% corresponde a depósitos privados para clientes y cepas en mantenimiento para proyectos propios y el 10% son depósitos de patentes industriales.

El BEA también cuenta con las instalaciones y la experiencia de trabajo en proyectos de cultivo de microalgas a escala de planta piloto. Esto incluye los procesos de selección de microalgas y cianobaterias mediante caracterización fisiológica y genética; escalado de las cepas seleccionadas hasta su cultivo en fotobiorreactores (400L), tanques (1500L) y “raceways” (hasta 12000 L) bajo condiciones naturales en invernadero (radiación solar, temperatura ambiente); y la monitorización y seguimiento de los cultivos para establecer sistemas de producción sostenibles e integrales.

Como centro de Centro de Recursos Microbianos (mBRC), el Banco tiene como misión:

- Preservar el material genético y la biodiversidad. La conservación de la naturaleza y la diversidad biológica es esencial, por tres razones fundamentales: primero, supone una  fuente de recursos biológicos (incluyendo alimento, fármacos y material muy valioso para la acuicultura, la maricultura, la estructuración del suelo ....); segundo, contribuye al mantenimiento de la biosfera en la medida que da soporte a la vida humana y de otras especies; y tercero, porque es un valor a mantener por razones éticas y estéticas.
- Facilitar el acceso a una amplia gama de recursos únicos, de calidad y con un gran potencial para el desarrollo de procesos biotecnológicos y aplicaciones industriales, principalmente en las áreas de: biocombustibles, farmacéutica, cosmética, nutracéutica y acuicultura. Todo ello, desde un marco legal que favorece la explotación sostenible de la biodiversidad microbiana y el reparto justo y equitativo de los beneficios (ABS) que se deriven de los recursos genéticos de los Estados, de acuerdo con el Protocolo de Nagoya y lo dispuesto en el Convenio sobre Diversidad Biológica (CDB).
- Proporcionar recursos microbianos específicos que permiten a los investigadores resolver nuestros grandes retos sociales: el suministro de energía, el cambio climático y la asistencia sanitaria para todos.


En definitiva, producir conocimiento mediante la investigación, la difusión a través de la educación, y su aplicación a través de la innovación, especialmente en una de las regiones con mayor capacidad para el desarrollo del cultivo de algas como nuevo sector agro-industrial. Las algas juegan un papel determinante en la economía cotidiana, puesto que afectan directamente a sectores vitales de la región: el turismo, la pesca, el marisqueo, la acuicultura, las aguas de abasto, las aguas de uso agrícola, además de la salud pública y el medio ambiente. Por lo tanto, invertir recursos en la investigación, conservación y aplicación de esta biodiversidad es asegurar nuestra calidad de vida presente y futura.