Estudio de la adsorción de metotrexato sobre nanoarcillas

MAYER, ALANA; LUENGO, CARINA; PECINI, ELIANA; AVENA, MARCELO

Bahía Blanca

Congreso; XXII Encuentro de superficies y materiales nanoestructurados; 2023

Nano2023

La contaminación ambiental debido al uso de fármacos representa una amenaza potencial para seres humanos, plantas y animales. El Metrotexato (MTX) es un fármaco citostático e inmunosupresor de uso creciente para el tratamiento de enfermedades cancerígenas, problemas reumatológicos y dermatológicos. Se encuentra clasificado dentro de los fármacos citotóxicos, de los cuales la mayoría han demostrado propiedades mutagénicas, carcinogénicas, teratogénicas y embriotóxicas en modelos animales. Los hidróxidos dobles laminares (HDL) son nanoarcillas aniónicas que tienen una estructura laminar tipo brucita (Mg(OH)2) con sustitución isomórfica parcial de Mg(II) por cationes trivalentes. Este reemplazo conduce a un exceso de carga positiva que es compensada por aniones ubicados en el espacio interlaminar. Las arcillas son uno de los principales minerales que participan en la regulación de la concentración de cationes y aniones en el ambiente, ya que son eficientes adsorbentes y controlan la biodisponibilidad y movilidad de los mismos en la naturaleza (1). El objetivo principal del presente trabajo fue evaluar la capacidad de adsorción de MTX de las nanoarcillas aniónicas (Mg/Al/Fe HDL) para evaluar su eficiencia como adsorbente y su posible uso para remediación ambiental. El Fe-HDL se sintetizó por el método de coprecipitación y se caracterizó por FTIR, ATR, DRX, SEM, TEM, análisis térmico y movilidad electroforética. Se llevaron a cabo estudios de cinética de adsorción por la técnica tipo “batch”, analizando el efecto de la concentración inicial del MTX, pH, velocidad de agitación y temperatura. La concentración de MTX se determinó por espectroscopia UV-Visible a λ 305 nm. Además, se estudió la adsorción de MTX en condiciones de equilibrio realizando isotermas a diferentes pH. También se midió la movilidad electroforética a las suspensiones de Fe-HDL luego de la adsorción de MTX. Se observó que la isoterma de adsorción presenta una clara dependencia con el pH, obteniéndose un máximo de 480 μmoles/g a pH 5. La cinética de adsorción consta de dos etapas bien diferenciadas: una rápida que se completa antes de los 5 minutos de reacción y una lenta donde el sistema tiende a alcanzar el equilibrio entre las 6 y 8 horas de reacción. Durante la etapa lenta se adsorbe aproximadamente el 40-50 % del total adsorbido. La cantidad de MTX adsorbida a un cierto tiempo aumenta a medida que aumenta la concentración inicial del anión. El aumento del pH de trabajo produce una disminución de la cantidad de MTX adsorbido a cualquier tiempo de reacción, probablemente como consecuencia de la disminución de la carga positiva de los Fe-HDL, lo que se traduce en una menor atracción electrostática entre la superficie y los aniones MTX. El aumento de temperatura y la variación de la velocidad de agitación no produjeron cambios significativos en la adsorción de MTX. Los estudios de movilidad electroforética del Fe-HDL luego de la adsorción de MTX en el rango de pH 3-11 mostraron que el potencial zeta disminuye a medida que la concentración de MTX adsorbida es mayor. Esto muestra que la adsorción de MTX sobre el Fe-HDL provoca una disminución en la carga superficial de las partículas hasta hacerla negativa, seguramente debido a la formación de complejos de esfera interna entre los aniones MTX y los grupos superficiales de del sólido.