Polímeros de impronta molecular y amplificación fotoquímica para el análisis de micotoxinas

• Autores: Tamara Dolores Moya Cavas
• Directores de la Tesis: Guillermo Orellana Moraleda (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2025
• Idioma: español
• Número de páginas: 236
• Títulos paralelos:
  • Molecularly imprinted polymers andphotochemical amplification for mycotoxin analysis
• Tribunal Calificador de la Tesis: María Gamella Carballo (presid.), Melisa del Barrio (secret.), María José Marín Altaba (voc.), María Pilar Viñas López-Pelegrín (voc.), Ambra Giannetti (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Química Avanzada por la Universidad Complutense de Madrid
• Menciones:
  • Internacional
• Calificación: Sobresaliente Cum Laude
• Materias:
  • Química
    • Química macromolecular
      • Polímeros de alto peso molecular
    • Química orgánica
      • Otras especialidades de química orgánica
  • Ciencias médicas
    • Toxicología
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    La seguridad alimentaria se ve comprometida por la presencia de micotoxinas, metabolitos secundarios de hongos que, al acumularse en los alimentos, pueden desencadenar efectos adversos para la salud. La imperativa de disponer de métodos de detección sensibles, selectivos y de fácil aplicación ha propulsado la investigación en nuevas plataformas analíticas que superen las limitaciones de las técnicas cromatográficas convencionales. En este sentido, el uso de materiales de reconocimiento sintético como los polímeros de impronta molecular (MIPs) ofrece una prometedora alternativa para el desarrollo de sensores ópticos avanzados.

    Este trabajo se organiza en diversos bloques de investigación. En primer lugar, se aborda el diseño y la síntesis de MIPs en diferentes formatos, incluyendo la preparación de materiales destinados a la detección simultánea de distintas micotoxinas en matrices complejas y la obtención de MIPs en formato nanogel capaces de interactuar de manera rápida y selectiva con analitos específicos. La optimización de las condiciones de reconocimiento molecular a través de estrategias experimentales ha permitido el desarrollo de métodos robustos y reproducibles.

    Posteriormente, se han integrado estos MIPs en plataformas sensoras híbridas, combinando técnicas electroquímicas y ópticas. En este sentido, se ha diseñado un sensor de zearalenona basado en electroquímica bipolar, en el que la modificación de electrodos con MIPs facilita la detección inalámbrica mediante la señal luminosa procedente de un LED. Paralelamente, se han explorado nuevos métodos de polimerización para la obtención de capas delgadas de MIP destinadas al desarrollo de sensores ópticos innovadores, a pesar de los retos técnicos asociados.

    Por último, se ha propuesto por primera vez la amplificación fotoquímica para aumentar la sensibilidad en la detección de micotoxinas utilizando elementos de reconocimiento biológicos y biomiméticos.

    En conjunto, los resultados obtenidos muestran el gran potencial de los MIPs como elementos de reconocimiento sintéticos y de las moléculas fotoactivas. Esta capacidad permite el desarrollo de plataformas analíticas innovadoras, que aportan soluciones portátiles, sensibles y de bajo coste, y que representan una valiosa alternativa frente a los métodos convencionales para la detección de micotoxinas. El estudio presentado establece los fundamentos para futuras investigaciones en el ámbito de la seguridad alimentaria, impulsando el desarrollo de sensores más eficaces que contribuyan a la protección de la salud pública.

  • English

    Accurate and sensitive detection of contaminants such as mycotoxins is a priority challenge in the field of food safety. In this context, fully engineered molecular imprinted polymers (MIPs) have emerged as a very attractive alternative to antibodies and the corresponding biosensors due to their high analyte selectivity, chemical stability, low cost and reusability. This thesis focuses on the design and development of advanced analytical methods and functional devices based on MIPs, with the aim of improving mycotoxin detection through innovative approaches never used before in combination with MIPs, such as electrochemiluminescence (ECL), bipolar electrochemiluminescence (BE) and photochemical amplification. Although one of the traditional goals of our research has been to apply them to real samples, not all systems have reached this validation stage due to the novelty of the strategies explored and the necessarily limited timeframe of the doctoral work...