Determinación de la concentración de Zn libre en medios biológicos con la técnica AGNES (Absence of Gradients and Nernstian Equilibrium Stripping)

Abstract

Aquesta tesi presenta l’aplicació de la tècnica electroanalítica AGNES (Absence of Gradients and Nernstian Equilibrium Stripping) en la quantificació de la concentració de zinc lliure en medis d’interès biològic. S’assumí el repte d’ampliar aquesta tècnica a matrius noves i complexes com la seroalbúmina de boví (BSA), el sèrum fetal boví (FBS) i en sistemes del tipus metall + proteïna + àcid gras. Hom proposa aquesta tècnica com una eina útil per a millorar (respecte a les tècniques tradicionals) els límits de quantificació del metall lliure i superar els desafiaments d’arribar a nivell picomolars típics de medis extracel·lulars.

En desenvolupar aquest treball, sorgí l’oportunitat d’implementar AGNES amb la versió més recent del programari NOVA 2.1.5. Es documentaren els conceptes fonamentals de la tècnica i es descriviren en detall, pas a pas, com posar en marxa una anàlisi de quantificació de zinc lliure en una matriu concreta (aigua del riu Segre), i les estratègies a aplicar en altres medis. Es generà un document tipus tutorial que conté una guia d’operacions successives per a no-experts, amb el propòsit de facilitar l’ús d’AGNES a més grups d’investigació.

Esta tesis presenta la aplicación de la técnica electroanalítica AGNES (Absence of Gradients and Nernstian Equilibrium Stripping) para la cuantificación de la concentración de zinc libre en medios de interés biológico. Se asumió el reto de ampliar esta técnica a matrices nuevas y complejas como la seroalbúmina de bovino (BSA), el suero fetal de bovino (FBS) y en sistemas tipo metal + proteína + ácido graso. Se propone esta técnica como una herramienta útil para mejorar (respecto a las técnicas tradicionales) los límites de cuantificación del metal libre y superar los desafíos de llegar a niveles picomolares típicos de medios extracelulares.

En el desarrollo de este trabajo surgió la oportunidad de implementar AGNES con la versión más reciente del software NOVA 2.1.5. Se documentaron los conceptos fundamentales de la técnica y describieron en detalle, paso a paso, cómo poner en marcha un análisis de cuantificación de zinc libre en una matriz concreta (agua del río Segre), y las estrategias para aplicar a otros medios. Se generó un documento tipo tutorial que contiene una guía de operaciones sucesivas para los no expertos, con el propósito de facilitar el uso de AGNES a más grupos de investigación.

This thesis presents the application of the electroanalytical technique AGNES (Absence of Gradients and Nernstian Equilibrium Stripping) for the free zinc quantification in media with biological interest. The challenge was to extend this technique to new and complex matrices like the bovine serum albumina (BSA), the foetal bovine serum (FBS) and in systems of the type metal + protein + fatty acid. This technique is suggested as a useful tool to improve (with respect to traditional techniques) the free metal quantification limit and overcome the challenges of reaching picomolar levels, typical of extracellular media.

While developing this work, there appear the opportunity to implement AGNES with the most recent version of the NOVA 2.1.5 software. The fundamental concepts of the technique were reported together with a detailed description, step by step, on how to put into operation the free zinc quantification analysis in a specific matrix (river Segre water), and the strategies to apply in other media. A tutorial-like document was generated with the guide of the successive operations for non-experts, with the aim of facilitating the use of AGNES to more research groups.