Evaluación de la cinética de formación de cápsulas de alginato de calcio in situ, mediante el desarrollo de una metodología de video-microscopía de transmisión

Institución otorgante:

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Fecha:

2021-12-22

Tipo de documento: 

info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
 

Formato:

application/pdf

Idioma:

spa

Descripción:

La agronomía se encuentra hoy ante un desafío tanto estimulante como ineludible: adoptar prácticas más sustentables, sin perjuicio de sus rendimientos. El desarrollo de tecnologías de encapsulamiento a base de alginato de calcio (Alg-Ca(II)) está permitiendo llevar a cabo esquemas de fertilización de cultivos más eficientes y controlados. El alginato es un polisacárido biodegradable que tiene la capacidad de formar hidrogeles en presencia de cationes di- o tri-valentes, y la facilidad de su uso ha contribuido a su aplicación en diversos desarrollos biotecnológicos, principalmente para inmovilizar bio-entidades. Durante su síntesis por gelación ionotrópica, acontecen dos procesos simultáneos: la sinéresis (expulsión de agua) y el movimiento de un frente de gelación desde el medio entrecruzante hacia el centro de la microesfera. El desarrollo de metodologías de caracterización de estos sistemas permite correlacionar las variables de síntesis con las propiedades de las encapsulaciones obtenidas, a fin de lograr un diseño racional de estos dispositivos. Este trabajo propone dos metodologías con dos tinciones diferentes (caolín y azul de metileno) para estudiar estas dinámicas mediante video-microscopía óptica. Las imágenes obtenidas durante el proceso de síntesis de las cápsulas fueron analizadas de manera automática utilizando macros ejecutados en el software de análisis de imágenes de distribución gratuita Fiji y librerías de análisis de señales en Python, bajo la hipótesis de que la estandarización del procesamiento de las imágenes presentaría resultados en tiempos más acotados y con menor variabilidad que métodos similares manuales. Se realizaron ajustes matemáticos sencillos para los datos de cambio de volumen y de movimiento del frente de gelación a lo largo del tiempo, extraídos de imágenes de la síntesis de Alg en concentración 2,0% y 3,0%, en un medio entrecruzante CaCl2 0,1 M. Estos ajustes permitieron hallar parámetros que caracterizan las cinéticas estudiadas, y confirman las hipótesis planteadas, ya que se logró desarrollar herramientas que reducen el tiempo de análisis hasta en un 300%, y llegan a reducir el ruido de las determinaciones hasta en un orden de magnitud. Las herramientas aquí desarrolladas podrían ser de utilidad para la amplia comunidad de científicos y fabricantes que requieren métodos fáciles y rápidos de análisis de sus formulaciones, y también para abrir un marco que permita desentrañar las características cinéticas de los procesos involucrados en la síntesis de microesferas de Alg.

Identificador:

https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001628_Posbeyikian