Estudio electroquímico de antibióticos fluoquinolónicos en interfases líquidas
Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) -- Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2001.
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2025
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| description | Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) -- Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2001. |
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| spelling | rdu-unc.5562052025-06-23T21:16:16Z Estudio electroquímico de antibióticos fluoquinolónicos en interfases líquidas Azcurra, Ana Isabel Baruzzi, Ana María Manzo, Rubén Hilario Fidelio, Gerardo Daniel Solis, Velia Matilde Fluoroquinolona Antibióticos Interfase liquido-liquido Electroquímica Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) -- Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2001. Fil.: Azcurra, Ana Isabel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina Los primeros experimentos electroquímicos destinados al estudio de la interfase entre dos soluciones electrolíticas no miscibles (ITIES) se realizaron a principios del siglo XX (Kazarinov V, 1987); pero el área comenzó a desarrollarse en la década del '70, cuando Gavach, en Francia, aplicó las técnicas electroquímicas convencionales usadas en las interfases metal 1 solución, para el estudio de las interfases líquidas y las reacciones de transferencia de carga que en ellas ocurren (Gavach C,1971) (Gavach C, 1974 (a)(b)(c)). Posteriomente Koryta, del Instituto Heyrovsky de Praga, continuó con el desarrollo (Samec Z, 1977) (Koryta J,1979) (Homolka D, 1980) (Koryta J, 1980) (Koryta J, 1986) (Koryta J, 1988). Fue este autor quien asignó por primera vez la denominación de ITIES a estas interfases. Su aporte más importante en esta área probablemente haya sido adaptar electrónicamente el equipamiento electroquímico convencional (Girault H, 1984). Una de las características que diferencian ambos tipos de interfases es la ventana o intervalo de potencial de trabajo, que comparada con la interfase Hg i solución, de 2,35 V, se reduce a 0,200 a 0,500 V en las ITIES, dependiendo de los electrolitos soporte presentes en las fases acuosa y orgánica. La naturaleza de la separación de cargas también es diferente, ya que en la interfase Hg 1 soluciéity los electrones en el metal forman un plano de cargas, mientras que en las ITIES, tanto los cationes como los aniones transportan carga en ambas fases, atraviesan la interfase y la separación entre las fases no es abrupta (Volkov A, 1998) (Volkov A, 1996) (Kazarinov V, 1987). La posibilidad de controlar el potencial aplicado a una interfase líquida, generar una corriente eléctrica y poder medirla, resulta de suma utilidad para estudiar procesos que involucran transporte de iones u otro tipo de interacción con estas interfases. A continuación se resumen algunos ejemplos. El estudio de la transferencia de un ion hidrofihico facilitada por un ionóforo hidrofóbico presente en la fase orgánica significa que estas interfases funcionan en tal caso como un electrodo selectivo a iones y de esta forma se contribuye al desarrollo de sensores electroquímicos. Es posible obtener información con respecto a la selectividad y sensibilidad de dichos ionóforos. Se han hecho inclusive estudios en que se gelifica una de las fases, la fase acuosa con agar o la orgánica con cloruro de polivinilo, y los procesos reversibles que ocurren en la interfase agar 1 solución muestran las mismas características que en las interfases L 1 L (Girault H, 1993) (Senda M,1991) (Senda M, 1996). Las principales ventajas consisten en poder elegir el potencial de transferencia y el empleo de un ionóforo específico para el ion analizado. Con fines analíticos también, se han empleado sistemas de gotero de electrolito, en un arreglo experimental similar al de las técnicas polarográficas (Koryta J, 1976) (Koryta J, 1977) (Marecek V, 1983) (Marecek V, 1986) (Samec Z, 1990). Los problemas de salud y ambientales causados por Hg han provocado la búsqueda de otras interfases que permitan un análisis similar, por lo cual esta técnica podría ser útil en la detección de iones a muy bajas concentraciones, encontrando las condiciones experimentales adecuadas. Otro arreglo experimental de utilidad para estos sistemas son las microITIES. Éstas se forman cuando una micropipeta que contiene una de las fases se sumerge en la otra fase. También es posible generarlas por ablación con un laser sobre una membrana de poliéster, produciendo agujeros de menos de 50 pLm. La técnica ha mostrado muchas ventajas, sobre todo por la importante disminución en la caída óhmica de potencial que se produce entre los electrodos y la posibilidad de reducir la concentración de los electrolitos soporte. Además, la asimetría del flujo difusional dentro y fuera de la micropipeta, permite determinar el tipo de mecanismo que tiene lugar en los procesos de transferencia (Fernández MA, 2001) (Wilke S, 1998) (Lee HJ, 1997) (Bo H, 1995). Por otra parte, el interés de los estudios en interfases líquido 1 líquido (L 1 L) está está basado en el aporte al conocimiento de procesos que ocurren en muchos sistemas biológicos. Algunos de los ejemplos que tienen relación directa son la interacción ligando-receptor, la transducción de energía, la transferencia electrónica y de sustancias de interés biológico, el acoplamiento enzimático y el inicio de reacciones a partir de la interacción de las membranas biológicas con hormonas o neurotransmisores. Las ITIES han sido empleadas en diversos trabajos para analizar los mecanismos de transferencia de diversos fármacos a traves de membranas.(Kontturi K, 1992) (Ara¡ K, 1993) (Wang E, 1994) (Reymond F, 1996) (Reymod F, 1999). El comportamiento farmacocinético de una droga está determinado por su estructura química y sus propiedades fisico-químicas, como son la lipofilicidad, la ionización y la solubilidad (Testa B, 1997). La lipofilicidad representa la afinidad de una sustancia por un ambiente de baja polaridad y por lo tanto, la determinación del coeficiente de partición, es un parámetro de amplio empleo en el diseño de fármacos, cuando se desea establecer la relación estructura-actividad. (QSARs) (Price SL, 1992). El log P determinado por los métodos usuales corresponde a la forma neutra de un fármaco ionizable y refleja la diferencia en las energías de solvatación de la especie en agua y en la fase orgánica adyacente, por lo que se relaciona directamente con la energía libre de transferencia. Kontturi y Murtomki propusieron la determinación de log P a partir de medidas voltamétricas (Kontturi K, 1992). La difusión pasiva de un fármaco implica la partición a través de la interfase. Durante mucho tiempo se ha aceptado que las especies con carga pueden atravesar las membranas biológicas formando pares iónicos. Experimentos con iones orgánicos mostraron también un proceso de difusión pasiva, sin la necesidad de un contraión (Davis MG, 1984) (Alcom CJ, 1993). En términos electroquímicos la transferencia puede ser asistida por el potencial, el cual depende de la lipofilicidad del ion (Reymond F, 1996). Una de las mayores dificultades de estos sistemas para estudiar procesos de partición, es la imposibilidad de usar 1 -octanol y alcanos en medidas electroquímicas, debido a que poseen muy baja polarizabilidad. Es importante poder comparar los valores de log P obtenidos en 1 ,2-dicloroetano (DCE), uno de los solventes más usados en los estudios electroquímicos, con los de bibliografia (en general en el sistema agua 1-octano!). A su vez el empleo de DCE, por el efecto solvatocrómico que ocurre en la interfase agua 1 DCE, permite analizar la capacidad de las sustancias de formar puentes hidrógeno, lo cual tiene importancia en los estudios de pasaje de fármacos a través de las membranas (Steyaert G, 1997) (Roberts S, 1996) (Monzón LMA, 2001) (El Tayar N, 1991) (Abraham MH, 1994) (Caron G, 1996). La voltametría cíclica es empleada en numerosos estudios de procesos de transferencia de compuestos de interés biológico en ITIES, debido a que es una técnica electroquímica de fácil realización e interpretación (Girault HH, 1993) (Girault H, 1989) (Ara¡ K, 1996) (Ara¡ K, 1993) (Ara¡ K, 1994). Senda y colaboradores (Ohkouchi T, 1991) analizaron el transporte de H facilitado por dinitrofenol en las ITIES. El mismo fenómeno fue observado por Girault y colaboradores para la transferencia de piroxicam (Reymond F, 1996), quienes propusieron un mecanismo de acción para el piroxicam en el que estaría involucrada la transferencia de H facilitada por el 3 antiinflamatorio. El estudio anterior se completó con la introducción de un nuevo parámetro, Alog P, que corresponde a la diferencia entre log P de la especie neutra y log P de la especie jónica de un compuesto. Este parámetro fue empleado para investigar el efecto de la carga en la lipofilicidad de compuestos ionizables (Reymond F, 1999). Estudios posteriores mostraron que la partición de especies jónicas no depende sólo de la carga sobre la molécula sino también de la deslocalización de dicha carga (estabilización) dentro de la molécula (Monzón LMA, 2001) (Reymond F, 1999) (Chopineaux-Courtois V, 1999) (Reymond F, 1999). La familia de antibióticos fluorquinolónicos representa un importante grupo de sustancias con actividad antimicrobiana debido al amplio espectro de acción y la facilidad de penetración en distintos tejidos (Karabalut N, 1993) y por esa razón se eligió esta familia para su estudio electroquímico. Asimismo la disminución en la biodisponibilidad generada cuando antibióticos fluorquinolónicos y cationes metálicos presentes en complejos vitamínicos y preparaciones antiácidas son administrados conjuntamente, hace que el análisis interfacial de los complejos formados por esta familia de fármacos y diversos cationes resulte también de interés para el desarrollo de este trabajo (Ross DL, 1994). Además de las técnicas electroquímicas convencionales, en los últimos años se han acoplado otras que permiten el análisis de los procesos in situ. Tanto la generación de segundos armómicos (Conboy JC, 1995) como las técnicas ópticas que miden los cambios en la intensidad de la fluorescencia o de la absorbancia de la luz reflejada en condiciones de reflexión interna total (Ding Z, 1997) (Kakiuchi T, 1995) permitieron proponer mecanismos para los procesos interfaciales u obtener información cinética de los mismos. Las ITIES pueden ser modificadas por la presencia de una monocapa de lípidos que se autoensambla en la interfase. Existe un continuo interés en analizar las monocapas de fosfolípidos en las ITIES, debido a su empleo como modelos simples de membrana (Junbai L, 1996). En los últimos años, se adaptaron los arreglos experimentales de modo de conocer el grado de compactación de los lípidos en la interfase, acoplando una balanza de Langmuir-Blodgett a las medidas electroquímicas (Grandell D, 1999) (Grandeli D, 1999). Fil.: Azcurra, Ana Isabel. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina 2025-06-23T16:24:08Z 2025-06-23T16:24:08Z 2001 doctoralThesis http://hdl.handle.net/11086/556205 spa Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ |
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