Desarrollo de biosensores/bioensayos para la determinación rápida de parámetros indicadores de calidad de agua : Técnicas electroquímicas, BOD y toxicidad

• Autores: Bonetto, María Celina
• Año de publicación: 2013
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Cortón, Eduardo
• Materia: RESPIROMETRIA DE FERRICIANURO; BIOENSAYO; BIOSENSOR; BOD; TOXICIDAD DE NANOPARTICULAS; ELECTROQUIMICA; FERRICYANIDE RESPIROMETRY; BIOASSAY; BIOSENSOR; BOD; TOXICITY OF NANOPARTICLES; ELECTROCHEMISTRY
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

En esta Tesis se presenta un bioensayo microbiano amperométrico para ladeterminación rápida de BOD (demanda bioquímica de oxígeno) en muestras de aguabasado en la utilización de ferricianuro como aceptor de electrones del metabolismobacteriano. Se logró simplificar la metodología generalmente utilizada en este tipo debioensayos y el rango lineal obtenido representa una gran mejora frente al rango lineal quepresenta el ensayo BOD5. Mediante este bioensayo se determinó la BOD de varias muestrasde agua obteniéndose una buena correlación con los resultados del test BOD5 y un RSD ≤10%. De manera de diseñar un sistema portátil a partir de este bioensayo amperométrico,se obtuvieron cultivos liofilizados de K. pneumoniae metabólicamente activos, hasta 35días después de realizar la liofilización y se estudió la posibilidad de utilizar electrodos detinta de Au descartables realizados por screen-printing, en ensayos de convección forzada. Otra alternativa analizada para la determinación rápida de BOD de muestras realesfue el desarrollo de un biosensor potenciométrico basado en el empleo de un electrodopotenciométrico sensible a CO2 y la inmovilización en membrana de distintosmicroorganismos. Este biosensor también permitió determinar la BOD de muestras de aguareales obteniéndose una buena correlación con los resultados del test BOD5. Como último trabajo de esta Tesis, se desarrolló un bioensayo para ladeterminación de toxicidad aguda de nanopartículas de Ag, basado en la técnica deespectroscopía de impedancia electroquímica, empleando electrodos interdigitados de Au ycélulas NHDF (normal human dermal fibroblasts) como material biológico. Este trabajo serealizó en parte en el Austrian Institute of Technology (AIT) bajo la dirección del Dr. Peter Ertl.
In this Thesis, we propose an amperometric microbial bioassay for the rapiddetermination of BOD (biochemical oxygen demand) in water samples based on the use offerricyanide as electron acceptor of bacterial metabolism. The methodology generally usedin this type of bioassays has been successfully simplified and the linear range obtainedrepresents a great improvement over the linear range that the BOD5 test presents. Throughthis bioassay, the BOD of real wastewater samples was determined, obtaining a goodcorrelation with the results of the BOD5 test and a RSD ≤ 10%. In order to design aportable system from this amperometric bioassay, freeze-dried cultures from K.pneumoniae, metabolically active, were obtained up to 35 days after freeze drying and itwas studied the possibility of using disposable ink electrodes of gold made by screen-printingin forced convection assays. Another alternative analyzed for the rapid determination of BOD of realwastewater samples was the development of a potentiometric biosensor, based on theemployment of a potentiometric electrode sensitive to CO2, and the immobilization ofdiverse microorganisms in membrane. This biosensor has also allowed us to determine the BOD of real wastewater samples obtaining a good correlation with the results of the BOD5test. The last work of this Thesis has been the development of a bioassay for thedetermination of acute toxicity of Ag nanoparticles, based on the technique ofelectrochemical impedance spectroscopy, using interdigitated electrodes of Au and NHDFcells (normal human dermal fibroblasts) as biological material. This work was carried out inpart, at the Austrian Institute of Technology (AIT) under the direction of Dr. Peter Ertl.
Fil: Bonetto, María Celina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.