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Soportes síliceos para la inmovilización de enzimas




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Materiales para Catálisis y Procesos
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  1. 1. Ciencia de los Materiales Nanotecnología, Polímeros y Biomateriales Nuestros Antecedentes y Perspectivas Reconozcamonos Grupo de Investigación Ciencia de los Materiales Betty Lucy López Instituto de Química UdeA Junio 4 de 2009
  2. 2. Ciencia de los Materiales Nuestro Principal Recurso Profesores
  3. 3. Ciencia de los Materiales Nuestro Principal Recurso Estudiantes de Posgrado
  4. 4. Ciencia de los Materiales Nuestro Principal Recurso Estudiantes de Pregrado
  5. 5. Ciencia de los Materiales Infraestructura Sede de Investigación Universitaria (SIU) Laboratorio 310 Torre 1 Análisis Termogravimétrico (TGA) Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) Análisis Dinámico Mecánico (DMA) Espectroscopia Infrarroja (FTIR) Porosimetria y Area Superficial (ASAP) Cromatografo Líquido de Alta Eficiencia (HPLC) Medidor Cinéticas de Hinchamiento Espectrofotómetro UV-vis Empacador de Columnas Tamaño por Dispersión de Luz DLS Medidor de potencial Zeta
  6. 6. Ciencia de los Materiales Nuestro Aporte Obtención y caracterización de nuevos materiales y mejoramiento de las propiedades de los materiales existentes a nivel comercial para diferentes aplicaciones. Nuestros Objetivos Contribuir al desarrollo socioeconómico con la obtención de nuevos materiales para aplicación industrial y en el campo de la salud. Procurar por una mejora en el medio ambiente mediante procesos tales como la producción de biomateriales, reciclaje y la reutilización de desechos poliméricos, agroindustriales y orgánicos. Adsorción y purificación de desechos contaminantes y tóxicos.
  7. 7. Ciencia de los Materiales Nuestra Investigación Nanomateriales Porosos y No porosos Síntesis de polímeros biodegradables y biocompatibles Síntesis, caracterización y reforzamiento de polímeros Materiales para catálisis y procesos de separación y purificación Nanotecnología en Liberación de Medicamentos
  8. 8. Ciencia de los Materiales Nanomateriales Porosos y No Porosos
  9. 9. Ciencia de los Materiales Sector Ambiental Membranas porosas Sensores Materiales Amigables con el Ambiente Combates de plagas Sector Industrial Sector Salud Recubrimientos Liberación de Medicamentos Refuerzos Mecánicos Microchips para análisis Dispositivos ópticos y genéticos magnéticos Tejidos Artificiales Otras aplicaciones Materiales ultra resistentes y ultralivianos Electrónicos Alta eficiencia de la luz solar Almacenamiento de energía
  10. 10. Ciencia de los Materiales Síntesis y caracterización de nanotubos de carbón, nanosilicatos y nanosílicas
  11. 11. Ciencia de los Materiales Soportes síliceos para la inmovilización de enzimas SOPORTE LACTASA BIOCATALIZADOR HIBRIDO Sííica Tipo Porcentaje de Actividad Sííica + lactasa Lactasa Libre 100 % Lactasa 40-60 % Inmovilizada
  12. 12. Ciencia de los Materiales Sílica o Látex híbridos polímero Polímero Película polimérica con sílica • Resistencia térmica Recubrimientos • Mejores propiedades mecánicas • Resistencia al rayado Partículas termosensibles Partículas estimulo • Hidrogeles sensibles a temperatura core-shell respuesta • Hidrogeles sensibles a pH Liberación • Vectorización Controlada • Control de estructura química
  13. 13. Ciencia de los Materiales Síntesis de Polímeros Biodegradables y Biocompatibles
  14. 14. Ciencia de los Materiales Uno de los mayores retos en investigación es el desarrollo de materiales más económicos y amigables con el medio ambiente. Obtención y caracterización de diferentes polímeros biodegradables a partir de fuentes renovables y/o desechos para diferentes aplicaciones .
  15. 15. Ciencia de los Materiales Preparación de hidrogeles como soportes para cultivo de células Preparación de membranas de quitosan proveniente de conchas de camarón
  16. 16. Ciencia de los Materiales Preparación de hidrogeles como soportes para cultivo de células N-Isopropil acrilamida Deswelling: 2.5% Crosslinking Agent 1.0 Swelling Ratio 0.8 LCST= 26.3ºC 0.6 0.4 20 24 28 32 Temperature (ºC)
  17. 17. Ciencia de los Materiales Obtención de biopolímeros termofijos de interés industrial a partir de fuentes renovables
  18. 18. Ciencia de los Materiales Síntesis y caracterización del polímero biodegradable PLA
  19. 19. Ciencia de los Materiales Síntesis, Caracterización y Reforzamiento de Polímeros
  20. 20. Ciencia de los Materiales La generación de nuevos polímeros con mejores propiedades mecánicas, térmicas, tribológicas y químicas implica esfuerzos en investigación tanto aplicada como básica. En la preparación de resinas poliméricas para uso en recubrimientos se requiere disminuir el uso de solventes orgánicos con este objetivo se preparan resinas híbridas orgánico-inorgánico y resinas con alto contenido de sòlidos.
  21. 21. Ciencia de los Materiales Síntesis y caracterización de materiales poliméricos híbridos.
  22. 22. Ciencia de los Materiales Síntesis de resinas alquídicas altamente ramificadas
  23. 23. Ciencia de los Materiales Reforzamiento de fibras textiles y elastómeros
  24. 24. Ciencia de los Materiales Preparación de membranas poliméricas para su uso en celdas combustibles
  25. 25. Ciencia de los Materiales Materiales para Catálisis y Procesos de Separación y Purificación
  26. 26. Ciencia de los Materiales El uso de materiales sólidos como catalizadores heterogéneos y fases estacionarias cromatográficas es un tema de interés mundial debido a los impactos técnicos, económicos y ambientales que esto generaría si se pueden producir a gran escala.
  27. 27. Ciencia de los Materiales Catalizadores heterogéneos (ácidos o básicos) Glicerol Diglicerol Agua OH OH OH O HO O OH H H HO OH + OH + HO OH
  28. 28. Ciencia de los Materiales Preparación de columnas para cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC) (fase normal, fase reversa y fase quiral).
  29. 29. Ciencia de los Materiales Nanotecnología en Liberación de Medicamentos
  30. 30. Ciencia de los Materiales Numerosas drogas exhiben baja solubilidad o son tóxicas o son destruidas en el cuerpo. Vectorización se denomina a la liberación de la droga en el punto de interés específico para lograr un máximo efecto. Lo anterior exige que las nanopartículas se funcionalicen con grupos adecuados para que reconozcan las células afectadas.
  31. 31. Ciencia de los Materiales Ventajas de la Liberación Controlada Reducción de la dosis y la frecuencia de dosificación. Se reduce los efectos colaterales que el exceso de AA puede provocar. Se disminuye la degradación que sufre el AA dentro del cuerpo dado que las nanopartículas protegen la droga encapsulada de estas interferencias gastrointestinales.
  32. 32. Ciencia de los Materiales Las Nano Partículas Deben ser generalmente materiales biodegradables y/o biocompatibles. Capacidad de almacenamiento del medicamento. Estabilidad del medicamento y la nanopartícula durante su trasporte. Se direccione a las células, tejidos o órgano específico
  33. 33. Ciencia de los Materiales Clases de Nano Partículas Nanopartículas sólidas (nanoesferas) biodegradables son obtenidas por polimerización en emulsión con la droga encapsulada en el interior o anclado químicamente a la superficie. Nanocápsulas (NC), estas son partículas tipo “core-shell”, en las cuales el cascarón esta hecho de polímero y el centro es de naturaleza oleosa en la cual se encuentra el AA solubilizado
  34. 34. Ciencia de los Materiales Ensamble de Nanopartículas de PLA Sobre Substratos Planos Preparar sistemas planos biodegradables a partir de nanoparticulas de PLA con nanoparticulas de oro Degradación enzimática como cascaron para monitoreo optico de cambios Assembly: (PEI/PAA)2(PLA-PEI / PAA) 8 ambientales 0.6 t: 0 0.5 Au 550 nm t: 20 h 0.4 t: 136 h quot;Abs.quot; 0.3 0.2 0.1 0 300 400 500 600 700 800 2µm quot;Wavelength /nm.quot; AFM de la capa ultima α- Chymotrypsin 1.0 mg/mL, del ensamble antes de NaCl 0.1M, Na2HPO4 0.01M la reducción del oro and pH 7.0 at 36 oC
  35. 35. Ciencia de los Materiales Ensamble de Nanopartículas de PLA Sobre Substratos Esféricos Preparar esferas huecas biodegradables a partir de nanopartículas de PLA recubiertas con nanopartículas de oro como sensor de degradación, las cuales pueden ser usadas para encapsular células y monitorear su ambiente PLA SiO2
  36. 36. Ciencia de los Materiales Gracias Preguntas

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