Eliminación de ampicilina mediante un nanomaterial avanzado: ¿qué aportamos a los países en desarrollo?

Un nanomaterial novedoso y de bajo coste para eliminar antibióticos: una solución para los países en desarrollo

La contaminación ambiental es uno de los problemas más acuciantes de hoy: amenaza la biodiversidad, agrava el cambio climático y tiene muchas otras consecuencias que la humanidad debe soportar. Educar a la joven generación en la protección del medio ambiente es una solución para proteger el medio ambiente del futuro. La contaminación ambiental es un problema no solo en una región, sino en todas partes, en zonas rurales, urbanas, montañosas y costeras, especialmente en las fuentes de agua. La descontaminación de antibióticos en el suelo y en las aguas superficiales del medio natural es una de las cuestiones emergentes. Además, se ha demostrado un aumento de la proteína animal en los países en desarrollo, lo que ha llevado a la resistencia a los antibióticos y a residuos de antibióticos en los productos alimentarios. Este trabajo presenta una investigación sencilla de las caracterizaciones fisicoquímicas del nanomaterial magnético Fe/NH2/SiO2 (FNS), fabricado mediante el método de precipitación y un simple injerto con sílice aminada, y su aplicación para eliminar en disolución la ampicilina (AMP), un β-lactámico. Para observar la química de superficie y las propiedades fisicoquímicas del FNS se empleó una combinación de diversas técnicas, como la microscopía electrónica de barrido (SEM-EDX), la TEM, la XRD y el valor de saturación magnética (Ms). Los resultados obtenidos mediante el método de absorción UV-Vis y el cálculo del potencial zeta indicaron que las eficiencias de adsorción de AMP por el FNS eran estables y deseables en disoluciones de pH ácido y a una temperatura óptima de 30 °C.

Este trabajo se realizó y examinó en la VNU University of Education (UEd), Hanói, Vietnam, en el grupo de investigación de los autores de correspondencia, el profesor Eldon R. Rene4,*, y la Dra. Hoang Thu Ha1,*, Tran Dinh Minh1,*, con otros coautores como: Ta Minh Trang2, Vu Dang Hoang Hiep2, Tran Long Vu2, Le Anh Duc3, Kim Thang Long5. 1,*VNU University of Education (UEd), Hanói, Vietnam; 2High School for Gifted Students (HSGS), VNU University of Science; 3Cau Giay High School, Hanói, Vietnam; 4,*UNESCO-IHE, Institute for Water Education, Delft, Países Bajos; 5Hanoi-Amsterdam High School for the Gifted, Hanói, Vietnam. Los autores sintetizaron el FNS a partir de sales de hierro, tanto Fe3+ como Fe2+. Después se añadió amoníaco acuoso al sistema y se elevó el valor del pH hasta 11. A continuación, el polímero APTMS se unió al óxido de hierro para formar Fe/NH2 con la ayuda de un sonicador. Además, la amina de óxido de hierro se conectó con SiO2 para formar el producto final: el FNS. La AMP es un tipo de betalactámico, del grupo de las penicilinas A. En su estructura tiene varios átomos de nitrógeno en grupos amina como el NH2.

Como puede verse en la figura, (a) porcentajes de eliminación de AMP con diversas proporciones (p/p %) de FNS sintetizado (condiciones: C0: 20 ppm, m FNS: 20 mg, tiempo: 20-45 °C, pH = 4 y V: 20 mL), y (b) curva del modelo de Langmuir de la isoterma de adsorción de AMP (intervalo de concentración de 20-150 mg/L, tiempo = 140 min a temperatura ambiente). Se encontró que la temperatura óptima era de 30 °C y la adsorción se ajustó bien a la ecuación de Langmuir. En este trabajo se examinó la adsorción de AMP sobre FNS en medio acuoso con diferentes proporciones de óxido de hierro y SiO2 modificado con aminas. El FNS podría proponerse como un material eficaz para eliminar antibióticos de una disolución, por su eficiencia máxima de adsorción y su fácil fabricación.

Autor: Tran Dinh Minh, Ph.D.

Subdirector del Departamento de Asuntos Político-Estudiantiles;

Departamento de Tecnología Educativa;

Secretario de la Unión de Jóvenes Comunistas Ho Chi Minh; High School of Education Sciences (HES);