Development of mass spectrometric methods for the determination of metallic and metal oxide nanoparticles

Resumen

El gran avance de la nanociencia y la nanotecnología en las últimas décadas ha desembocado en el aumento del uso de los nanomateriales y especialmente de las nanopartículas en múltiples ramas de la ciencia y de la tecnología como en la producción de energías renovables, en catálisis o en biomedicina, así como en numerosos productos de consumo como cosméticos, comida o textiles. Las propiedades especiales que muestran estos materiales en la nanoescala les permiten desarrollar tareas novedosas como mostrar una emisión de luz sintonizable para su uso en bioimagen, actividad bactericida, conservación de alimentos, transporte de fármacos a una diana biológica específica, etc. De todas formas, el uso extensivo de los nanomateriales y su consecuente emisión al medioambiental podría tener un impacto importante en organismos vivos. Además, hasta ahora el conocimiento sobre los efectos de sus diferentes especies en el ser humano, en términos de sus tamaños y asociación con biomoléculas como proteínas o ácidos nucleicos, es aun escasa. Por estas razones, es urgentemente necesaria la creación de métodos analíticos que posibiliten la detección a nivel de ultratrazas y la determinación de nanopartículas en matrices complejas. Por esto, el objetivo de este trabajo es el desarrollo de metodologías analíticas para trazar nanopartículas metálicas – con especial énfasis en nanopartículas de oro, plata y dióxido de titanio – en matrices complejas como los sistemas biológicos, los productos comerciales y las muestras medioambientales. Estos objetivos serán abordados mediante los siguientes puntos: I. Desarrollo de un método basado en HPLC-ICP-MS para la separación por tamaños y detección a nivel de ultratrazas de nanopartículas de plata e iones de plata, y la aplicación del método al análisis de una muestra real de textile deportivo. II. Implementación de la separación por tamaños y detección a nivel de ultratrazas de nanopartículas de oro e iones de oro por HPLC-ICP-MS al análisis de estas especies en muestras biológicas. III.Estudio de los niveles de Ti en suero de pacientes con diferentes tipos de implante cervical mediante análisis por HR-ICP-MS. IV.Uso combinado de HPLC-ICP-MS, TEM y ensayos de toxicidad para el estudio comparativo de los efectos biológicos del Ti como iones y como nanopartículas de TiO2, liberadas de diferentes tipos de implantes cervicales. V. Desarrollo de un método basado en el acoplamiento SdFFF-ICP-MS/MS para la detección y determinación de la distribución por tamaños de nanopartículas de TiO2, y la aplicación de la metodología al análisis de estas nanopartículas en aguas naturales.