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http://ciqa.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1025/204| Desarrollo de Hidrogeles basados en redes poliméricas interpenetradas de poli(arcrilamida)-poli(alcohol vinilico) para la inmovilización de células de rhodococcus rhodochrous | |
| MA ELENA CALIXTO OLALDE | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Doctorado en tecnología de polímeros | |
| En este trabajo se presentan los resultados obtenidos sobre la síntesis de hidrogeles de redes poliméricas interpenetradas (IPN) de poli( acrilamida )-poli( alcohol vinílico) a través de los métodos de síntesis secuencial (IPNs) y simultáneo (SIN). La preparación de estos materiales se realizó a través del método de criogelación para la preparación del hidrogel de poli(alcohol vinílico) (PVA) y de la polimerización radicálica para la formación de la poli(acrilamida) (P AAM). La relación molar de las redes poliméricas interpenetradas de P AAM/PV A fue de 90/10, 80/20, 60/40, 50/50, 40/60, 20/80.
El proceso de caracterización de los hidrogeles de redes poliméricas interpenetradas de P AAM/PV A se inició con el análisis por microscopía de FTIR. En los espectros obtenidos de cada uno de los hidrogeles se observó la presencia de las señales de los grupos funcionales de -NH2 para la PAAM y-OH del PVA lo cual indicó que la formación de los hidrogeles de redes poliméricas interpenetradas se llevó a cabo.
De las pruebas de hinchamiento se determinó el porcentaje de la fracción sol en cada uno de los hidrogeles de SIN e IPNs. Se encontró que cuando el porcentaje molar de PAAM en los hidrogeles es alto existe una mayor liberación de PV A. La razón de hinchamiento disminuyó conforme se incremento el contenido de PV A dentro del hidrogel.
De la cinética de hinchamiento se determinó que tanto para IPNs como para SIN, el mecanismo de difusión del agua es anómalo Fickiano debido a que presentan valores del exponente difusional n mayores de 0.5 y menores que 1. El valor del exponente difusional n también determinó el grado de compactación de la red de P AAM /PV A.
La IPN de P AAM/PV A fue preparada con diferente relación molar para buscar las condiciones de síntesis que permitieran obtener un hidrogel con un mayor hinchamiento, resistencia a la compresión ( características importantes en un soporte), y un alto contenido de agua en el equilibrio.
Las IPN de P AAM/PV A fueron sometidas a diferentes medios de hinchamiento, esto con la finalidad de su posterior utilización como soporte. El desplazamiento de la temperatura de fusión del PV A que presentaron algunos de los hidro geles se atribuyó a una mayor interacción entre las redes de P AAM y PV A dentro de estructura de la IPN.
La morfología de las IPN en general se observó como una estructura porosa de tipo esponja, y en algunos casos con una muy amplia distribución del tamaño de los poros. La morfología observada indicó que algunas de las IPN presentaron más de una morfología posiblemente como resultado de diferentes grados de interpenetración. Para el proceso de inmovilización fueron seleccionados tres hidrogeles de cada método de preparación. Los hidrogeles de IPN-P AAM/PV A que presentaron mayor razón de hinchamiento, alta resistencia a la compresión y estructura macroporosa fueron utilizados como soportes para la inmovilización de Rhodococcus rhodochrous (bacteria con capacidad desulfuradora) por atrapamiento. De acuerdo con estos resultados, se utilizaron para tal efecto las IPNs y SIN de PAAM/PVA (20/80), (50/50) y (90/10). Diferente cantidad de células de Rhodococcus rhodochrous (2, 4 y 6 g/dL de solución a polimerizar) fue inmovilizada en cada uno de los hidrogeles de IPN-P AAM/PV A seleccionados. Se observó que la viabilidad celular se mantuvo posterior al proceso de preparación de las IPNs y SIN. El efecto de la cantidad de células inmovilizadas sobre la matriz polimérica fue evaluado a través del índice de hinchamiento y resistencia a la compresión. La morfología del soporte fue evaluada a través de SEM, mostrando la presencia de las células bacterianas en el interior del mismo. El mayor índice de hinchamiento, resistencia a la compresión y la mejor distribución de células se observo en el hidrogel de IPNs-PAAM/PVA(90/10). Durante el proceso de manipulación de la bacteria Rhodococcus rhodochrous se modificó el medio de cultivo para tratar de elevar en cada resiembra la actividad desulfuradora. La actividad de la bacteria se determinó como célula libre e inmovilizada. Esta actividad desulfuradora se determinó por cromatografía de gases, analizando la cantidad de DBT residual en el medio de reacción. Se determinó el efecto del surfactante, nonilfeniléter polióxido de etileno, y heptano sobre la actividad de la bacteria. Los resultados mostraron que el surfactante reduce la actividad de la bacteria y el heptano inhibe el crecimiento celular y con ello su actividad desulfuradora. Finalmente se determinó la actividad desulfuradora de la bacteria inmovilizada en la IPNs PAAM/PVA (90/10) la cual disminuyó de forma una drástica respecto de la actividad de la célula libre. El porcentaje de eliminación de dibenzotiofeno fue del 3%. De entre los resultados obtenidos, la viabilidad de la IPN s(90/1 O) resultó satisfactoria al permitir una reproducción celular como resultado de la difusión de los nutrientes hacia el interior del soporte. | |
| 2005 | |
| Tesis de doctorado | |
| QUÍMICA | |
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