Polímeros sensores: aplicaciones como sensores químicos en detección y cuantificación de analitos

Abstract

La tesis doctoral describe la preparación de nuevos materiales poliméricos para la detección colorimétrica y/o fluorimétrica de distintos contaminantes y moléculas de interés. Los nuevos polímeros sensores se han diseñado en forma de polímero entrecruzado (membrana, film), así como en forma de polímero lineal (sólido soluble en agua). Estos materiales avanzados cambian de color en presencia de contaminantes como el cianuro, o el hierro (III); y son capaces de generar fluorescencia en presencia de aluminio (III), cromo (VI), mercurio (II) y distintas moléculas de interés biomédico como el coenzima A. Como es natural, los fenómenos de detección en sistemas biológicos se dan en medios acuosos. Por ejemplo, los sitios activos en las enzimas tienen la forma requerida para alojar a la molécula huésped, o parte de ella, y la interacción se basa en enlaces débiles que tienen lugar debido a los dominios hidrofóbicos en un entorno hidrofílico general. En un intento de imitar a la naturaleza, se pueden anclar receptores insolubles en agua, lipofílicos, a cadenas lineales o reticuladas de polímeros hidrofílicos, dando lugar a polímeros sensores solubles en agua o a materiales sensores hinchados en este medio, con comportamiento tipo gel. Esta última aproximación al fenómeno sensor permite el control del hinchamiento por medio del incremento o disminución de la densidad de nudos, denominada relación nominal de entrecruzamiento. Es decir, el carácter hidrofílico del polímero, relacionado con la constitución de los monómeros, se puede controlar no sólo mediante la naturaleza de los comonómeros utilizados en la síntesis del material, sino también a través del porcentaje de entrecruzante empleando en la síntesis, facilitando o disminuyendo la absorción de agua. Así, se puede inducir un carácter hidrofóbico a una estructura polimérica hidrofílica mediante la tensión de la red tridimensional en el proceso de hinchamiento con agua.