El potencial que tienen los microorganismos como bioindicadores y bioremediadores de la contaminación se ha estado haciendo cada vez más evidente en los últimos años. Por esta razón, los estudios de toxicidad y bioacumulación de compuestos xenobióticos en diversas especies microscópicas son de creciente interés. Cabe destacar que la mayoría de los estudios que se han realizado hasta el momento, se enfocan a contaminantes inorgánicos del tipo de los metales pesados. Los contaminantes orgánicos son menos considerados, debido principalmente a que no se tienen las metodologías analíticas para su cuantificación en los microorganismos, los cuales representan muestras biológicas muy difíciles de manejar a nivel de la extracción de trazas. En efecto, los métodos tradicionales de extracción de residuos son comúnmente muy largos, tediosos, requieren de una cantidad considerable de muestra y de volúmenes de disolventes tóxicos. Por esta razón, una de las tendencias actuales en el desarrollo de los nuevos métodos de análisis de trazas se dirige hacia la simplificación y miniaturización de los procedimientos de extracción de los contaminantes orgánicos. Las técnicas de separación basadas en el uso de adsorbentes como la Extracción en Fase Sólida (EFS) y la Dispersión de la Matriz en Fase Sólida (DMFS) representan una buena opción para la preparación analítica de muestras complejas. La EFS es una técnica que se adapta bien al manejo de muestras acuosas con el uso de cartuchos y/o precolumnas empacadas con adsorbentes afines a los analitos de interés. La DMFS facilita el manejo de muestras sólidas, las cuales se dispersan mecánicamente con adsorbentes convencionales como las sílices enlazadas, dando la formación de una columna de extracción. La DMFS es una técnica relativamente reciente, la cual tiene como principales ventajas la reducción considerable de las cantidades de muestra y minimización de los volúmenes de disolventes. Posteriormente, tanto en EFS como en DMFS, se aplican disolventes o mezclas de los mismos a las columnas para poder efectuar el fraccionamiento de los componentes de la muestra y la recuperación selectiva y cuantitativa de lo analitos. Por lo tanto, en el presente proyecto se desarrollaran y validaran metodologías para el análisis de trazas de contaminantes persistentes muy dañinos (cancerígenos y mutagénicos), conocidos como hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), los cuales son originados por la combustión incompleta de la materia orgánica y se encuentran dispersos ampliamente en todos los ambientes. Se usaran cuatro de los compuestos que tienen uno de los más altos potenciales de bioacumulación: Benzo[k]fluoranteno, Benzo[b]fluoranteno, Benzo[a]antraceno y Benzo[a]pireno; también, se incluiran los principales metabolitos del último compuesto: 9,10-benzo[a]pireno dihidrodiol, 4,5-benzo[a]pireno-dihidrodiol, 3-hidroxibenzo[a]pireno y 9-hidroxibenzo[a]pireno. Los métodos analíticos se basaran en la EFS y la DMFS acopladas a la Cromatografía de Líquidos de Alta Resolución (CLAR) y a la detección por Fluorescencia (altamente sensible y selectiva). También se usara un detector espectrofotométrico UV de arreglo de diodos para la cuantificación e identificación de espectros característicos de los compuestos presentes. Loa métodos se aplicaran en cultivos de microorganismos tolerantes del tipo de las microalgas verdes y protozoarios, los cuales, de acuerdo a estudios microbiológicos previos, han sido evaluados con un buen potencial para ser bioindicadores de la contaminación por hidrocarburos en suelos y medios acuosos. Se efectuaran bioensayos de exposición a los HAPs con el fin de detectar bioconcentración o biodegradación teniendo como criterio el balance de materia biomassa-medio líquido-materia orgánica no disuelta. Los productos de degradación que sean detectados seran caracterizados por sus espectros UV y de fluorescencia y también seran comparados en polaridad (según su factor de retención cromatográfico k’) a los metabolitos del benzo(a)pireno, cuya estructura es conocida.

En la actualidad, la contaminación ambiental esta ocasionando problemas muy graves en todos los sectores económicos y sociales. Por lo tanto, es de gran relevancia la investigación relacionada con la búsqueda de indicadores de contaminación en diversos medios (agua, aire, suelo, biota) contribuyendo a la mejor comprensión de los efectos adversos al ecosistema y/o la implementación de medidas para el monitoreo, remediación y control de los contaminantes. La Química Analítica posee un papel fundamental para efectuar estos estudios, al proveer de los métodos para el aislamiento, identificación y cuantificación de los contaminantes_x000D_ Los hidrocarburos aromáticos policíclicos son contaminantes orgánicos que se analizan comúnmente por medio de las técnicas cromatográficas, las cuales con la ayuda de diferentes detectores proporcionan la precisión y los límites de detección necesarios para la cuantificación a niveles de trazas. Sin embargo, el éxito de estos análisis solo puede lograrse con la realización de un apropiado pretratamiento de la muestra, es decir, con la extracción cuantitativa y selectiva de los analitos de interés. _x000D_ En el caso particular de muestras complejas como las biológicas, el aislamiento de contaminantes orgánicos a niveles traza es una tarea muy complicada, puesto que para extraerlos debe romperse la estructura celular de la matriz, con lo cual también se liberan proteínas, lípidos y otros compuestos endógenos presentes en proporciones mayoritarias que pueden interferir en la determinación analítica. Por esta razón, los métodos de extracción tradicionales, los cuales son basados en su mayoría en la Extracción Líquido-Líquido, son por lo general muy laboriosos y lentos, requiriendo gran cantidad y manipulación de la muestra con limpiezas exhaustivas, además de ser poco amigables con el ambiente, al generar considerables residuos tóxicos. Cabe destacar que éstos métodos son muy utilizados en México, aún cuando en la actualidad ya existen diferentes alternativas para reducir sus inconvenientes, con el uso de técnicas analíticas más versátiles, como por ejemplo la Dispersión de Matriz en Fase Sólida (DMFS), la cual se adapta muy bien al manejo de muestras sólidas o semisólidas, reduciendo considerablemente las cantidades de muestras y el consumo de disolventes. También, la Extracción en Fase Sólida (EFS) resulta ser muy ventajosa para el manejo de muestras acuosas en comparación con las técnicas de extracción con disolventes._x000D_ Entonces, en el presente proyecto se pretende utilizar las técnicas de extracción con adsorbentes DMFS y EFS para desarrollar de nuevos métodos de extracción de contaminantes orgánicos persistentes (POPs por sus siglas en inglés) como los hidrocarburos aromáticos políciclicos (HAPs). Éstos métodos serán originales, ya que hasta ahora, no se encuentran reportados en la literatura para cultivos de microorganismos. Además, el contar con estas metodologías tendrá gran impacto en el área ambiental, permitiendo realizar bioensayos muy variados para identificar y caracterizar microbioindicadores , dado que seguramente podrán ser extrapoladas o adaptadas a otros POPs (compuestos en su mayoria apolares)y a otros tipos de cultivos de microorganismos. Los métodos tendrán además la importante ventaja de estar miniaturizados, permitiendo manejar con facilidad las pequeñas cantidades de muestras que se manejan en los estudios microbiológicos. A nivel analítico, éstas metodologías tendrán un diseño off-line/on-line que les permitiran cumplir con las exigencias en sensibilidad y reproducibilidad necesarias para la determinación de trazas de contaminantes persistentes como los HAPs en tan complejas muestras biológicas. _x000D_ Por otra parte, la herramienta analítica generada servirá para obtener resultados fiables en la evaluación de los dos organismos muy prometedores como bioindicadores de contaminantes orgánicos. Hasta el momento, la literatura especializada, se dirige solamente hacia los estudios con contaminantes inorgánicos del tipo de los metales pesados. Por lo tanto, el realizar bioensayos de exposición a compuestos orgánicos es un gran paso para lograr en el futuro monitorear biológicamente la contaminación de orgánicos. También es importante mencionar que en el futuro, una vez que se tenga caracterizado a uno de estos organismos, se puede llegar a identificar biomarcadores biológicos de contaminación, los cuales son sustancias químicas sintetizadas por ellos mismos a causa del estrés ambiental; éstos compuestos pudiendo ser detectados mucho antes de que aparezcan los problemas graves, difíciles de remediar. Cabe destacar que en nuestro país, los monitoreos ambientales químicos o biológicos todavía esta muy lejos de realizarse habitualmente. Sin embargo, esto parece ser muy necesario y lo primero que se tiene que hacer es investigación en ciencia básica que conlleve a la investigación aplicada._x000D_ _x000D_ Finalmente, la contribución del proyecto en la formación de recursos humanos altamente especializados es muy notable, al integrar estudiantes desde la licenciatura hasta del posgrado (maestría y doctorado) en ciencias químicas y/o biológicas. Los resultados de los trabajos de investigación serán publicados en diferentes revistas de arbitraje internacional y en congresos nacionales e internacionales._x000D_ _x000D_