Determinación de pesticidas en limón por espectroscopía Raman intensificada en superficie (SERS)

Abstract

El presente trabajo de Tesis se inspiró en el propósito de proveer a un sector productivo de nuestra provincia con una metodología de análisis alternativa, rápida y de bajo costo, para la detección de contaminantes en productos de consumo humano destinados a exportación. Se propone específicamente el uso de la espectroscopia Raman intensificada en superficie, conocida como SERS (Surface Enhanced Raman Spectroscopy), para la detección e identificación de residuos de plaguicidas en limón y su derivado industrial, el aceite esencial. La provincia de Tucumán lidera la producción nacional de limones y es el principal exportador de productos industrializados, lo que convierte a este sector en un pilar económico crucial. Por lo tanto, es fundamental no solo garantizar la calidad fitosanitaria de los productos exportados, sino también cumplir con las exigencias de inocuidad establecidas por las entidades sanitarias de los países importadores y satisfacer las demandas de los clientes específicos. La técnica SERS se caracteriza por su alta sensibilidad para el reconocimiento y rastreo de analitos en muy bajas concentraciones en virtud de la enorme intensificación que experimentan las bandas de vibración molecular de los mismos cuando se encuentran adsorbidos en una superficie metálica nanoestructurada. A los efectos de implementar SERS como técnica analítica para la detección de contaminantes, es crucial contar con los sustratos adecuados. Por esta razón, las actividades llevadas a cabo en esta Tesis consistieron en el diseño y síntesis de sustratos SERS activos, construidos a base de nanopartículas de plata (NPsAg) inmovilizadas sobre diferentes soportes, incluyendo Parafilm® y placas de TLC. En algunos casos, las NPsAg fueron funcionalizadas para incrementar su selectividad por un analito específico. Todos los sistemas nanoestructurados obtenidos fueron caracterizados química y estructuralmente y se verificaron sus actividades para SERS. Los resultados demuestran la eficacia de estos sustratos para la detección de varios plaguicidas, especialmente piraclostrobina y tiabendazol, tanto en la cáscara de limón como en el aceite esencial. Los estudios incluyen la caracterización vibro-conformacional de piraclostrobina, un paso crucial para la detección precisa de este fungicida tan ampliamente aplicado en las fincas citrícolas. Adicionalmente, los sustratos funcionalizados permitieron la detección de piraclostrobina en agua, abarcando así aplicaciones que incluyen preocupaciones ambientales sobre la toxicidad de los plaguicidas para la fauna acuática. Este estudio sienta las bases para propiciar el uso de la espectroscopia SERS en el control a gran escala de contaminantes en frutas y derivados, ofreciendo una solución práctica y accesible para el productor local. Los sustratos y técnicas desarrollados tienen el potencial de extenderse a otras áreas y sectores socioproductivos, demostrando así su versatilidad y relevancia en un mundo que busca soluciones eficientes, rápidas y económicas para el control de calidad de los alimentos.