Plan de desarrollo en el marco del mejoramiento del profesorado (PROMEP) y Programa Integral de Fortalecimiento Institucional (PIFI). Consolidación de los CA y posgrado adscritos en la F. de Ciencias y F. de Ciencias Químicas de la Universidad de Colima. Descripción de propuesta El grupo de trabajo está integrado por miembros de 3 cuerpos académicos de la Universidad de Colima. Los 9 integrantes de este grupo desarrollan proyectos de manera colegiada en áreas como la síntesis de compuestos con actividad biológica, diseño y síntesis de catalizadores, remediación ambiental, síntesis de nuevos materiales nanoestructurados con aplicaciones diversas, caracterización estructural de compuestos naturales con bioactividad procedentes de plantas y venenos, y química analítica ambiental (contaminación compuestos) y seguridad alimenticia (contaminantes en alimentos y bebidas).
Las moléculas que estamos sintetizando dentro de diferentes proyectos (ver grupo de trabajo) son de naturaleza diversa: receptores moleculares basados en macrociclos de amidas, nuevos fármacos derivados de salicil aldehídos y cumarinas, compuestos organometálicos derivados del estaño y derivados del ibuprofeno con actividad antioxidante y antiinflamatoria, catalizadores de polimerización de olefinas basados en rutenio, moléculas captadoras de iones metálicos basadas en ligantes oxalamídicos, tioxamida con aplicación en remediación ambiental, moléculas con función directora de estructura para cristalizar sólidos zeolíticos y catalizadores para epoxidación asimétricas y condensaciones asimétricas vía enaminas.
Para poder llevar a cabo estos proyectos necesitamos un cromatógrafo HPLC‐MS, ya que la mayoría de nuestras moléculas no son detectables mediante cromatografía de gases‐masas (GC‐ MS). Con el GC‐MS, sólo se pueden analizar compuestos apolares‐semipolares, volátiles y térmicamente estables, limitando los análisis para este grupo de moléculas. Estas características no permite el análisis de caracterización para la gran mayoría de muestras biológicas y medioambientales‐acuosas que son la mayoría de las muestras que genera el grupo de trabajo. Es importante destacar que las revistas en las que publicamos nuestros trabajos nos exigen contar con estos análisis.
Por otro lado, en el Estado de Colima tenemos niveles altos de cáncer y enfermedades crónicas cuya razón no se conoce. Sabemos que el Estado presenta una alta actividad agrícola; se usan pesticidas, herbicidas en grandes cantidades. Además todos los años se fumigan en centros urbanos contra el mosquito vector del Dengue. Con estos datos surgen las siguientes cuestiones importantes ¿Qué compuestos y en que concentración se asocian con las zonas de mayor casos de cáncer?, ¿Dónde y que compuestos son los que entran en la cadena alimenticia?, ¿Cuáles son los acuíferos más contaminados?
El Cromatógrafo de Líquidos acoplado a Masas (HPLC‐MS) es una técnica que nos facilitará la separación de los componentes de muestras complejas e identificación inequívoca de sus componentes. Es utilizada en un gran número de aplicaciones, por ejemplo: en seguridad alimentaria (detección de clembuterol en muestras de carne), antidoping (determinación de estimulantes en atletas), adulteraciones de matrices (fármacos, alimentos, bebidas), industria biotecnológica (monitoreo fermentaciones en línea), estudios ambientales (contaminantes en aire, agua y suelos), criminalística (detección de varios tipos de envenenamiento), etc.
En Colima no existe ningún laboratorio con infraestructura necesaria para poder analizar estas matrices complejas (frutas, pescados, aguas...). teniendo en cuenta estas consideraciones, la adquisición de un HPLC‐MS nos es indispensable en nuestro laboratorio para el fortalecimiento de estos cuerpos académicos y de los grupos de investigación implicados en colaboraciones y repercutirá también en el desarrollo de tesis, contribuyendo a la formación de recursos humanos de alto nivel en los programas de licenciatura y posgrado.
Adicionalmente la adquisición contribuirá a la formación de nuevas líneas de investigación y nuevas colaboraciones con cuerpos académicos intra en interinstitucionales.
Objetivo general
El objetivo general de adquirir el equipo de HPLC‐MS es consolidar los CAs, grupos de investigación, colaboraciones intra e interinstitucionales y programa de posgrado, aumentando el número de publicaciones y fortaleciendo una nueva línea de investigación que genere nuevos proyectos, forme recursos humanos, genere información necesaria para nuestro estado y de servicio de análisis a aquellas empresas que lo necesiten.
Nuestra situación es la siguiente: En el pasado nos apoyábamos en convenios con centros de investigación donde tenían esta técnica. Sin embargo, esto ya no está funcionando adecuadamente. Desde hace dos años, en el mejor de los casos las muestras tardan tres semanas en ser analizadas y en un porcentaje alto de ocasiones los análisis no se hacen de forma adecuada. Esto se debe a que muchas de nuestras moléculas son complejas y por lo tanto no es sencillo encontrar las condiciones adecuadas para analizarlas. Esto es algo que el personal técnico de los centros de investigación donde nos hacen los análisis, por exceso de trabajo o falta de formación, no consigue siempre. Es importante mencionar que una de las líneas de investigación es la caracterización de moléculas bioactivas de venenos con posible uso como agentes terapéuticos de enfermedades crónicas‐degenerativas. También existe otra línea de caracterización de productos naturales de uso tradicional terapéutico. En el mismo sentido, dentro de la línea de química analítica ambiental necesitamos tener el equipo en Colima para desarrollar, caracterizar y validar métodos analíticos cuantitativos de confirmación. Establecer esta línea en Colima es fundamental
dadas las circunstancias expuestas en el apartado anterior. (Incluimos un documento de Gobierno del Estado en el que se apoya nuestra propuesta).
Además, hoy nos es casi imposible enviar muestras por paquetería y son nuestros estudiantes y doctores los que se tienen que desplazar a los centros para llevar las muestras. Contemplando que la mayoría de las muestras son polvos blancos‐amarillentos, el hecho de llevarlas consigo es un riesgo muy grande porque en cualquier inspección antidrogas nos podemos meter en muchos problemas. Esto supone retrasos y mucho dinero desperdiciado además de ser imposible desplazarnos con muestras inestables o degradables. Es fundamental tener en cuenta que los gastos de transporte para que llevemos las muestras a los diversos laboratorios donde nos hacen los análisis superan con creces los gatos de operación y mantenimiento de un equipo de HPLC‐ masas. A todo esto hay que sumar el incremento en el número de proyectos y tesis que hemos tenido en los últimos años. Actualmente disponemos de 12 proyectos y 10 estudiantes de doctorado asociados a estos proyectos.
Es importante destacar que disponemos de espacios para instalar el equipo que estamos solicitando. También que disponemos de la capacidad para operar el equipo ya que el Dr. Roberto Muñiz Valencia y la Dra. Silvia Ceballos cuentan con gran experiencia en el área de la química analítica y son especialista en el manejo de esta técnica.
Con la aprobación de este proyecto se fortalecerán nuestros cuerpos académicos de forma muy notable, solucionándose muchos problemas que de otro modo no podemos solventar. Adicionalmente, este HPLC‐MS sería el primero en su tipo en todo el Estado.
Resultados esperados
Impactos generales
1.‐ Se logrará la consolidación de un grupo de investigación altamente capacitado en el análisis mediante HPLC‐MS, el cual podrá generar el conocimiento científico necesario que permita: evaluar el impacto de contaminantes en el medioambiente (cuerpos académicos "Ingeniería Química" UCOL‐CA‐74 y "Medio Ambiente"UCOL‐CA‐75), caracterización estructural en el campo de diseño de fármacos (cuerpos académicos "Productos Naturales y epidemiología de alteraciones de la salud" UCOL‐CA‐35 y UCOL‐CA‐74) y caracterización de componentes biológicamente activos en diferentes matrices (cuerpos académicos UCOL‐CA‐74, UCOL‐CA‐35 y UCOL‐CA‐75).
2.‐ El grupo de trabajo estará en posibilidad y mejor disposición de ofrecer colaboraciones y/o servicios de análisis a los usuarios del país o de la región que lo requieran.
3.‐ Impulsar la Consolidación del posgrado PNP Doctorado Directo en Ciencias Químicas a nivel internacional. Consecuentemente, fortalecerá la formación de recursos humanos del posgrado adscrito a la Facultad de Ciencias Químicas, potenciando la productividad en investigación. 4.‐ Establecer colaboraciones de cooperación científica y académica permanente con los cuerpos académicos participantes. 5.‐ Formación de un grupo de investigación interdisciplinario 6.‐ Con la aprobación de este proyecto se fortalecerán de forma muy significativa como mínimo los siguientes 12 proyectos colegiados: "Estudio en solución (RMN) y en Sólido (difracción de rayos‐X) de la arquitectura supramolecular de los derivados de 1,3‐fenildioxalamato con posible actividad biológica" (FRABA 764/11). "Análisis proteómico y de espectroscopía de masas y actividad biológica de los componentes del veneno de alacrán Centruroides Tecomanus" (FRABA 2010)
"Modificación estructural del ibuprofeno, una alternativa en la obtención de compuestos antiinflamatorios no esteroidales" (CB‐2009‐01, CONACyT).
"Modificación estructural del ibuprofeno para la obtención de productos con posible actividad anti‐inflamatoria" (FRABA 724/11).
"Caracterización fisicoquímica de biosuelos del estado de Colima" (Facultad de Ciencias)
"Determinación de compuestos cancerígenos de la familia nitrosaminas en carne y agua potable mediante técnicas cromatográficas" (FRABA 755/11)
"Identificación y cuantificación de contaminantes orgánicos persistentes contemplados en el convenio de Estocolmo en aguas de la ciudad de Colima" (PROMEP)
"Análisis de contaminantes orgánicos persistentes de mayor impacto a la salud en sitios estratégicos del Estado de Colima" (FRABA 754/11)
"Monitoreo de parámetro químicos del volcán de Colima y su influencia en el medio ambiente y la salud de la población" (PROMEP)
"Síntesis, caracterización y evaluación de catalizadores nanoestructurados heterogéneos para epoxidación asimétrica de alquenos" (FRABA 761/11)
"Síntesis de zeolitas de poro grande con posible actividad catalítica y adsorbente de metales pesados" (PROMEP)
"Complejos de coordinación a partir de oxalamidas derivadas de tiazol y iones metálicos de cobre, zinc y cobalto divalentes" 2010‐2011
En la mayoría de estos proyectos, aprobados por diversas instituciones, participan como mínimo cuatro miembros de los cuerpos académicos participantes en esta propuesta (ver Grupo de Trabajo).
Resultados entregables:
Lo expuesto anteriormente dará como resultado, en los próximos dos años, al menos 28 publicaciones arbitradas colegiadas. También en un plazo de dos años 40 estudiantes de licenciatura obtendrán sus respectivas titulaciones.
Actualmente tenemos 10 estudiantes de doctorado asociados con los proyectos que se mencionan sobre estas líneas. Es importante destacar que la adquisición de este equipo facilitará en gran medida que puedan agilizar sus trabajos experimentales y obtener sus grados de doctor en tiempo y forma. Esto garantizará mantenernos dentro del Padrón Nacional de Posgrado, formando recursos humanos de alta calidad.