Síntesis, estudio de la capacidad de remoción de fluoruro del agua, y toxicidad de SiO2@FexOy.

DI VIRGILIO A.L.; ARNAL P.M.; LEIS F.

Congreso; XXXII Congreso Argentino de Química; 2019

IntroducciónAmplias zonas de nuestro país poseen acuíferos con elevadas concentraciones de fluoruro superiores a las recomendadas para el consumo humano (1.5 ppm). Debido a que el óxido de hierro presenta afinidad por el fluoruro, planteamos como objetivo de este trabajo sintetizar partículas esféricas coloidales con un núcleo de sílice (SiO2) y una cáscara de óxido de hierro (SiO2@FexOy) y determinar la capacidad de las partículas de remover fluoruro de agua. Por otro lado, la inhalación es considerada una ruta importante de exposición a partículas las cuales se depositan en la región alveolar respiratoria, especialmente en entornos ocupacionales donde pueden quedar suspendidas en el aire durante su fabricación o bien permanecer en el agua luego de su descontaminación, perjudicando el medio ambiente y la salud humana. Es por eso que decidimos evaluar su cito-y genotoxicidad en cultivos celulares.MetodologíaLa síntesis de SiO2@FexOy se realizó a partir de una dispersión coloidal de partículas de sílice a la cual se le agregó una solución de nitrato férrico. Se caracterizó la estructura por microscopía electrónica de barrido y la composición por difracción de rayos X, análisis elemental (EDX) y análisis térmico gravimétrico (ATG).Se estudió la capacidad de remoción de fluoruro del agua mediante un diseño experimental factorial 22. En este ensayo se evaluaron los factores relación sólido/líquido (0.1 y 0.01g/10 ml) y tiempo (30 y 120 min) en una solución con concentración inicial de fluoruro de 45.04 ppm. Para evaluar la toxicidad de las partículas se realizaron ensayos de cito- y genotoxicidad en células de carcinoma de pulmón humano (A549) y fibroblastos de ratón (L929) por 24 hs.La citotoxicidad, capacidad de generar daño en las funciones celulares, se estudió a través del ensayo de actividad mitocondrial (MTT)que se basa en la reducción de una sal de tetrazolio lo que origina un producto coloreado en las células viables. Los resultados de las partículas SiO2@FexOy se compararon con las de SiO2.Actualmente estamos investigando la capacidad de las partículas de SiO2@FexOy de fragmentar el ADN mediante el ensayo cometa o electroforesis de una célula individual. ResultadosLa síntesis de las partículas SiO2@FexOy fue exitosa. En las imágenes de microscopía electrónica de barrido se pudieron observar partículas esféricas antes y después del agregado de nitrato férrico durante la síntesis. No se observó otro material entre las esferas. El análisis elemental mostró la presencia de silicio, oxígeno y hierro. No se observaron materiales cristalinos por difracción de rayos X. La remoción de fluoruro del agua fue significativa al comparar las dos relaciones sólido/líquido (fue mayor con la relación 0.1g/10 ml). El factor tiempo no mostró diferencias significativas en la remoción de fluoruro.Los ensayos MTT indicaron que las partículas SiO2@FexOy disminuyen significativamente la viabilidad celular de la línea A549 a concentraciones mayores de 100 µg/ml mostrando una reducción del 50% a la concentración más alta (1000 µg/ml) mientras que las partículas SiO2 la disminuyen solo aproximadamente un 25% comparado con el control a partir de 25 µg/ml. Los resultados obtenidos con la línea L929 mostraron que las partículas SiO2@FexOy causan una leve disminución de la viabilidad celular que no depende de la concentración.La genotoxicidad de las partículas se encuentra en estudio.ConclusionesLa síntesis reportada da como resultado partículas con un núcleo de sílice recubiertas por una cáscara de óxido de hierro. Las partículas de SiO2@FexOy tienen la capacidad de remover fluoruro del agua en 30 min de exposición.Las partículas de SiO2@FexOy presentan citotoxicidad en las células de carcinoma de pulmón humano a concentraciones elevadas (>100µg/ml) que podría ser causada por la cubierta del óxido mixto de Fe.