Evaluación ex situ del efecto tóxico de nanopartículas de plata (AgNPs) en fitoplancton de agua dulce (clorofitas)

Robles Jarero, Elva Guadalupe

Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: https://hdl.handle.net/20.500.12104/112578

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Campo DC	Valor	Lengua/Idioma
dc.contributor.author	Robles Jarero, Elva Guadalupe
dc.date.accessioned	2026-04-13T19:53:02Z	-
dc.date.available	2026-04-13T19:53:02Z	-
dc.date.issued	2025-10-16
dc.identifier.uri	https://wdg.biblio.udg.mx
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/20.500.12104/112578	-
dc.description.abstract	RESUMEN RESUMEN Las nanopartículas de plata -AgNPs- (1-100 nm) se utilizan ampliamente en las industrias: médica, farmacéutica, cosmética y de productos para el hogar por su reconocido potencial antibacteriano. A pesar de su probada toxicidad, su producción masiva carece de regulaciones estrictas que garanticen su uso seguro. El tamaño nanométrico evita que sean retenidas en los filtros de aguas residuales y facilita su acceso al medio acuático a través de los vertidos urbanos e industriales, lo que podría afectar a los microorganismos que son base de las cadenas tróficas como las microalgas. El propósito de este estudio fue estimar los efectos citotóxicos de AgNPs de tamaño pequeño (3-7 nm) en cultivos de microalgas de agua dulce (Chlorella vulgaris y Scenedesmus acutus), bajo condiciones ex situ. La síntesis de AgNPs se obtuvo por reducción química de nitrato de plata, fueron caracterizadas por espectroscopía UV-Vis y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Las microalgas Chlorella vulgaris y Scenedesmus acutus se mantuvieron en condiciones de laboratorio. Al alcanzar el crecimiento exponencial, los cultivos fueron expuestos por triplicado a diferentes concentraciones de AgNPs (0.01, 0.1 y 1 mg/L) durante 24 horas, con un control sin tratamiento y otro con vehículo de Polivinilpirrolidona (PVP) usado como estabilizante. Se obtuvieron AgNPs menores a 10 nm, las cuales son más tóxicas en las dosis media y alta para ambas microalgas. Se registró un descenso importante en la concentración de clorofila-a, en ambas especies, así como en la sobrevida en todos los grupos de estudio. Mediante microscopía electrónica de barrido se observó daño en las paredes celulares de las microalgas, siendo más severo para Chlorella vulgaris. Se evidenció la presencia de especies reactivas de oxígeno, así como disminución en lípidos neutros y genotoxicidad en la dosis con mayor concentración. Se concluye que el tamaño, geometría, solubilidad y elevada área superficial de las AgNPs, fue determinante para ejercer un efecto tóxico sobre las especies de clorofitas estudiadas
dc.description.tableofcontents	TABLA DE CONTENIDO CONTENIDO CONTENIDO ............................................................................................................ i INDICE DE FIGURAS ............................................................................................. v Indice de tablas ...................................................................................................... vii ABREVIATURAS................................................................................................... viii RESUMEN .............................................................................................................. 1 ABSTRACT ............................................................................................................. 2 INTRODUCCION .................................................................................................... 3 MARCO TEÓRICO.................................................................................................. 6 MICROALGAS ..................................................................................................... 6 Clorofitas.............................................................................................................. 8 Chlorella vulgaris............................................................................................ 10 Scenedesmus acutus ..................................................................................... 12 NANOCIENCIA Y NANOTECNOLOGÍA ............................................................... 14 NANOPARTÍCULAS.............................................................................................. 17 Síntesis de nanopartículas................................................................................. 18 Métodos de síntesis: .......................................................................................... 21 Métodos químicos: ......................................................................................... 23 Métodos físicos: ............................................................................................. 27 Caracterización de nanopartículas: ................................................................... 30 Parámetros de caracterización....................................................................... 32 i TABLA DE CONTENIDO Espectroscopia UV-Visible: ............................................................................ 32 Microscopia Electrónica de Transmisión: ....................................................... 35 Microscopía Electrónica de Barrido:............................................................... 36 Dispersión dinámica de la luz......................................................................... 37 NANOTOXICOLOGÍA ........................................................................................... 42 Riesgos al ambiente .......................................................................................... 42 Procesos de internalización celular ................................................................... 43 Fagocitosis ..................................................................................................... 43 Pinocitosis ...................................................................................................... 44 Pinocitosis mediada por receptores (clatrina y caveolina).............................. 44 Mecanismos que inducen Toxicidad .................................................................. 44 Generación de especies reactivas de Oxígeno .............................................. 44 Citotoxicidad por AgNPs ................................................................................ 46 Genotoxicidad ................................................................................................ 48 Evaluación de toxicidad ..................................................................................... 49 Ensayos de actividad metabólica ................................................................... 49 Ensayos de estrés oxidativo........................................................................... 50 Ensayos de genotoxicidad ............................................................................. 51 Ensayos de expresión génica alterada........................................................... 51 Ensayos para evaluar la integridad de la membrana y la necrosis ................ 51 Ensayos de apoptosis .................................................................................... 52 Ensayos de alteraciones morfológicas ........................................................... 52 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ................................................................... 53 ii TABLA DE CONTENIDO JUSTIFICACIÓN ................................................................................................... 55 PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN ....................................................................... 55 HIPÓTESIS ........................................................................................................... 56 OBJETIVOS .......................................................................................................... 56 Objetivo General: ............................................................................................... 56 Objetivos específicos ......................................................................................... 56 METODOLOGIA.................................................................................................... 57 Diagrama de flujo de la Metodología ................................................................. 57 Diseño experimental .......................................................................................... 58 Síntesis de nanopartículas de plata ................................................................... 58 Caracterización de nanopartículas de plata ....................................................... 59 Colecta de microalgas (clorofitas)...................................................................... 59 Crecimiento escalonado a diferentes volúmenes de medio Bristol .................... 61 Experimento ex vivo........................................................................................... 61 Determinación de biomasa (Clorofila-a)............................................................. 62 Supervivencia después de los tratamientos....................................................... 62 Análisis de morfología de clorofitas por imágenes de Microscopia Electrónica de Barrido (SEM) .................................................................................................... 62 Determinación del estado oxidativo (ROS) ........................................................ 63 Cuantificación de lípidos neutros ....................................................................... 64 Determinación de Genotoxicidad ....................................................................... 65 Extracción de ADN ......................................................................................... 65 Electroforesis en gel de agarosa .................................................................... 66 iii TABLA DE CONTENIDO Análisis estadístico ............................................................................................ 67 RESULTADOS Y DISCUSION .............................................................................. 68 Caracterización AgNPs (Espectroscopia UV-Vis) .............................................. 68 Caracterización de AgNPs (HR-TEM)................................................................ 70 Crecimiento escalonado de microalgas ............................................................. 72 Biomasa (Clorofila-a) ......................................................................................... 73 Sobrevida después de los tratamientos ............................................................. 76 Alteraciones morfológicas de clorofitas por Microscopia Electrónica de Barrido (SEM)................................................................................................................. 80 Estrés oxidativo (ROS) y contenido de lípidos neutros ...................................... 84 Genotoxicidad.................................................................................................... 91 CONCLUSIONES.................................................................................................. 95 PERSPECTIVAS ................................................................................................... 96 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 97 ANEXO 1: PREPARACION MEDIOS DE CULTIVO ........................................... 119 ANEXO 2. PRODUCCION ACADEMICA ............................................................ 121 iv INDICE DE FIGURAS INDICE DE FIGURAS Figura 1. Aprovechamiento de Chlorella vulgaris .................................................. 12 Figura 2. Aprovechamiento de Scenedesmus acutus ........................................... 13 Figura 3. Comparación de tamaño de nanoestructuras con otros componentes de la materia .................................................................................................................. 14 Figura 4. Efectos ópticos en la copa de Licurgo po efecto de las AgNPs.............. 18 Figura 5. Procesos descendentes y ascendentes para obtener nanopartículas ... 19 Figura 6. Esquema que representa la relación área/volumen en diversos cuerpos o moléculas .............................................................................................................. 20 Figura 7. Esquema de una nanopartícula con compuesto estabilizante................ 21 Figura 8. Proceso típico de síntesis de nanopartículas ......................................... 27 Figura 9. Principales técnicas de caracterización de nanopartículas .................... 31 Figura 10. Esquemas de la formación gráfica del plasmón superficial en nanopartículas metálicas....................................................................................... 34 Figura 11. Fotografía y esquema de un Microscopio Electrónico de Transmisión (TEM) .................................................................................................................... 36 Figura 12. Esquema y fotografía de un Microscopio Electrónico de Barrido ......... 37 Figura 13. Detección de la dispersión de luz producida por la incidencia sobre nanopartículas....................................................................................................... 38 Figura 14. Relación en la variación del porcentaje de átomos interiores/átomos en superficie, de acuerdo con el aumento del tamaño de nanopartícula .................. 39 Figura 15. Representación de una célula normal expuesta a estrés oxidativo ...... 45 Figura 16. Toxicidad causada por AgNPs ............................................................. 47 Figura 17. Síntesis de AgNPs mediante proceso químico..................................... 59 v INDICE DE FIGURAS Figura 18. Colecta de muestras de microalgas en el Lago de Chapala, Jalisco ... 60 Figura 19. Mantenimiento y aislamiento de especies de microalgas..................... 61 Figura 20. Ensayo para determinar Especies Reactivas de Oxígeno ................... 63 Figura 21. Microplacas usadas en la cuantificación de lípidos neutros. ................ 65 Figura 22. Espectro de absorción UV-Vis de las AgNPs sintetizadas ................... 68 Figura 23. Caracterización de AgNPs (HR-TEM). ................................................. 71 Figura 24. Gráficas del crecimiento escalonado de las clorofitas estudiadas........ 72 Figura 25. Cambios en el contenido de biomasa en las microalgas después de 24 h de tratamiento. ...................................................................................................... 73 Figura 26. Contenido de clorofila-a con los diferentes tratamientos con AgNPs ... 73 Figura 27. Sobrevida de Chlorella vulgaris, después de exposición a AgNPs ...... 77 Figura 28. Gráfico de sobrevida de Scenedesmus acutus .................................... 78 Figura 29. Imágenes SEM de Chlorella vulgaris después del tratamiento con AgNPs .............................................................................................................................. 81 Figura 30. Imágenes SEM de Scenedesmus acutus, después del tratamiento con AgNPs ................................................................................................................... 83 Figura 31. Impacto bioquímico de las AgNPs........................................................ 86 Figura 32. Toxicidad de AgNPs en C. vulgaris. ..................................................... 90 Figura 33. Electroforesis de ADN de C. vulgaris en gel de agarosa...................... 92 vi INDICE DE TABLAS INDICE DE TABLAS Tabla 1. Métodos de síntesis de nanopartículas por métodos descendentes y ascendentes .......................................................................................................... 22 Tabla 2. Técnicas de caracterización de nanopartículas....................................... 31 Tabla 3. Medios de cultivo para Clorofitas, medio Bristol (H.C. Bold, 1949) ....... 119 Tabla 4. Complemento de medio Bristol con oligoelementos.............................. 119 Tabla 5. Complemento del medio Bristol con vitaminas ...................................... 120 vii
dc.format	application/PDF
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Biblioteca Digital wdg.biblio
dc.publisher	Universidad de Guadalajara
dc.rights.uri	https://www.riudg.udg.mx/info/politicas.jsp
dc.subject	Nanoparticulas De Plata; Nanotoxicologia; Microalgas De Agua Dulce; Chlorella Vulgaris; Scenedesmus Acutus; Citotoxicidad; Genotoxicidad; Especies Reactivas De Oxigeno; Estres Oxidativo; Clorofila-A; Microscopia Electronica; Espectroscopia Uv-Vis; Sintesis Quimica De Nanoparticulas; Contaminacion Ac
dc.title	Evaluación ex situ del efecto tóxico de nanopartículas de plata (AgNPs) en fitoplancton de agua dulce (clorofitas)
dc.type	Tesis de Doctorado
dc.rights.holder	Universidad de Guadalajara
dc.rights.holder	Robles Jarero, Elva Guadalupe
dc.coverage	AMECA, JALISCO
dc.type.conacyt	doctoralThesis
dc.degree.name	DOCTORADO EN CIENCIAS FISICO MATEMATICAS CON ORIENTACION EN NANOCIENCIAS
dc.degree.department	CUVALLES
dc.degree.grantor	Universidad de Guadalajara
dc.degree.creator	DOCTOR EN CIENCIAS FISICO MATEMATICAS CON ORIENTACION EN NANOCIENCIAS
dc.contributor.director	Yáñez Sánchez, Irinea
dc.contributor.codirector	Gálvez Gastélum, Francisco Javier
Aparece en las colecciones:	CUVALLES

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