[spa] En las últimas décadas, debido al desarrollo agrícola se ha incrementado la
demanda de agua y uso de suelo, reduciendo así la calidad de estos debido al
creciente uso de productos químicos, especialmente por el uso indiscriminado de
herbicidas utilizados con el fin de aumentar el rendimiento de las cosechas.
Actualmente, a nivel mundial, uno de los herbicidas más utilizados es el glifosato [N-
(fosfonometil) glicina], siendo la sustancia activa de más de 750 productos
diferentes a nivel mundial. De acuerdo con lo reportado por Green Peace España en
el 2015, éste herbicida está autorizado en alrededor de 125 productos.
Recientemente, el glifosato ha sido clasificado por la Organización Mundial de la
Salud como “Probablemente cancerígeno y tóxico”. Despertando el interés de
diversos grupos de investigación para idear nuevos sistemas de detección y captura
de este herbicida en agua y suelo.
De acuerdo a su estructura química (Figura 1), el glifosato es un ácido débil con
tres grupos funcionales (amina, carboxilato y fosfonato), el cual posee un periodo
de vida corto en el suelo y agua debido a su degradación por microorganismos
produciendo diversos metabolitos los cuales han sido encontrados en intoxicaciones
con este producto. Actualmente las nanopartículas han comenzado a considerarse como una de las
áreas de investigación más importantes dentro del área de nanomateriales. El
desarrollo de nuevos materiales es hoy en día un área de oportunidad en el campo
de la química supramolecular, por lo que, las nanopartículas han atraído la atención
de diversos grupos de investigación debido a su facilidad de manejo y versatilidad de
uso. La problemática ambiental actual, así como las sorprendentes propiedades de
las nanopartículas de hierro, han despertado la necesidad de desarrollar nuevos
métodos de detección de contaminantes carboxílicos-organofosforados. En el
presente trabajo, se han desarrollado varios receptores con unidades
escuaramídicas, dichos receptores son unidos covalentemente a nanopartículas de
hierro. La introducción de grupos funcionales orgánicos sobre la superficie de las
nanopartículas, ha sugerido un comportamiento cooperativo, que no se observa en
las unidades aisladas de ambos componentes.5
La elevada afinidad para formar
enlaces de hidrogeno, su estructura rígida y plana del anillo ciclobutenediona hacen
a las escuaramidas una molécula de interés para el reconocimiento de aniones y
cationes, dicho comportamiento ha sido demostrado mediante estudios teóricos y
experimentales. Estudios anteriores, han demostrado que el uso combinado de escuaramidas
junto con restos de trimetil yoduro de amonio, producen uniones favorables entre el
sal de amonio y el anión carboxílato por medio de fuerzas de tipo polar. Esta fuerza
electrostática se incrementa gracias a las unidades de escuaramida que establecen
interacciones complementarias con los restos carboxílato por medio de enlaces de
hidrógeno. Con base en estos estudios, se ha diseñado el presente trabajo en el
cual se sintetizaron 3 diferentes tipos de nanopartículas funcionalizadas, las cuales
se muestran en la Figura 2. Para el acoplamiento covalente de la nanopartículas con restos escuaramídicos
se requiere de la presencia de una molécula “linker”. En este trabajo, la dopamina es
utilizada como unidad de conexión, debido a la presencia de dos grupos hidroxilo
donde los átomos de oxígeno reaccionan de forma preferente con el hierro, además
de la presencia de una amina terminal en su estructura, lo que hace de la dopamina
una molécula versátil para el diseño de nuevos receptores. Este estudio ha sido apoyado por investigaciones anteriores en donde se observa
que el diseño y la selectividad de receptores tripodales basados en unidades
escuaramídicas han dado buenos resultados en la detección de carboxilatos, por lo
que esto hace de los receptores tripodales en conjunto con nanopartículas de hierro
un modelo de reconocimiento interesante para la detección de analitos, que para
este trabajo se enfoca en el Glifosato, aunque es importante mencionar que podría
ser utilizado para la detección de otros analitos relevantes en temas de salud y
medio ambiente.