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Tesis de maestría en ciencias geología Este estudio muestra que la litología, particularmente los yacimientos minerales, desempeñan un papel importante en la acumulación de Arsénico (As) en los suelos, sedimentos y agua de la cuenca del rio Yaqui. Esta cuenca alberga rocas volcánicas de la Sierra Madre Occidental y depósitos epitermales de alta sulfuración, relacionados con la orogenia Larámide en el noroeste de México. Se han reportado concentraciones importantes de As en agua de bebida en poblaciones ubicadas en esta cuenca, las cuales se habían vinculado previamente a las actividades agrícolas. El agua contaminada es la principal vía de ingesta de As. La presencia de este elemento debajo del límite establecido por la OMS (10 μg∙L-1) es frecuentemente subestimado debido a que se requieren altas concentraciones para los síntomas agudos o una exposición prolongada para patologías graves. En este trabajo estudiamos tres localidades de la cuenca del Yaqui: Cócorit, Vícam y Pótam, las cuales mostraron valores en agua de 6, 12 y 75 μg∙L-1, respectivamente. Los efectos en la salud de As en el agua potable resultante se analizaron con un modelo murino, donde evaluamos los cambios de comportamiento, hematológicos e histológicos en el cerebro y el hígado. El uso de ratones permite descartar los factores ambientales externos y estudiar la exposición a As bajo condiciones controladas. Después de un breve período de diez días, se observaron cambios neuroconductuales comúnmente asociados con altas concentraciones de As, como la piloerección, el signo de Straub y la agresividad. En un lapso de 24 semanas, las mediciones de componentes hematológicos mostraron disminución de leucocitos. En este sentido, los estudios histológicos revelaron que las células cerebrales de todos los grupos expuestos sufrieron alteraciones, principalmente angulación, satelitosis y gliosis reactiva. Las células hepáticas presentaron degeneración hepatocelular y un aumento en las células binucleadas, que se encuentra comúnmente en el proceso de regeneración de hepatocitos. Todas estas degeneraciones o alteraciones son consistentes para exposiciones prolongadas o crónicas. Los hallazgos informados son importantes para complementar el mapa mundial de As al incluir nuevas regiones arsenicales y para llenar un vacío experimental al proporcionar información del modelo murino para comprender el papel de la dosis baja de As en la neurotoxicidad provocada por una exposición subcrónica. Universidad de Sonora. División de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Geología, 2019.

Thesis of master in science, speciality nanotechnology La temperatura es una propiedad que determina si un sistema está en equilibrio térmico con otro sistema. A nanoescala, surgen problemas con esta misma definición. A medida que avanzamos en la nanoescala, es posible que los supuestos de equilibrio termodinámico no se mantengan y requieran un enfoque teórico diferente. Los nanodiamantes fluorescentes han sido propuestos en trabajos recientes durante los últimos años como sensores de temperatura y adquiriendo así una categoría especial en este contexto. Los nanodiamantes son biocompatibles y sus centros de color ópticamente activos (NVColor Centers) permiten la lectura óptica en un proceso de absorción-emisión de luz. A continuación, se presenta una breve revisión de los métodos actuales de termometría a nanoescala con una descripción general de los nanodiamantes, desde su producción hasta las principales características de su centro de color NV. Concretamente en este trabajo se utilizan nanodiamantes comerciales y se propone un método para desaglomerarlos. Además, por primera vez, se utilizan nanodiamantes en solución acuosa para realizar termometría fluorescente y se propone un método para dar cuenta de los cambios de intensidad fluorescente basado en la emisión de luz del complejo NV. University of Sonora. Exact and Natural Sciences Division. Physics Department. Posgraduate in Nanotechnology, 2018.

Tesis de doctorado en ciencias especialidad física La micro-espectroscopía Raman permite el estudio ¨no invasivo¨ de procesos biológicos que provocan cambios en la intensidad y/o posición de picos en el espectro Raman de una célula. La sensibilidad de la técnica mejora notablemente cuando se analizan moléculas muy cercanas a la superficie de nanopartículas (NPs) de plata (menos de 20 nm). Este fenómeno se conoce como SERS (siglas del inglés: Surface-Enhanced Raman Scattering). En este trabajo, evaluamos el efecto de NPs de plata, sintetizadas por dos métodos diferentes, en la amplificación de la señal Raman de eritrocitos vivos. El espectro Raman de la hemoglobina (Hb) está muy bien caracterizado, dado que esta es la proteína mayoritaria en la composición de los eritrocitos, estas células constituyen un modelo adecuado para el estudio del efecto de amplificación de la señal Raman por NPs de plata. Las moléculas de poli-etilenglicol (PEG) le confieren a las NPs metálicas biocompatibilidad y estabilidad, características necesarias para sus aplicaciones biológicas. Este polímero es muy empleado como agente reductor y estabilizante en la síntesis de NPs de plata (NPs AgPEG). En algunas ocasiones, el procedimiento utilizado se lleva a cabo en atmósfera oxidante y a elevadas temperaturas (mayores de 70ºC), sin considerar la susceptibilidad del PEG a la degradación térmica oxidativa. En la síntesis de NPs de plata con PEG en condiciones favorables a dicho proceso de degradación (O2 / 70ºC), los grupos de Luo (Luo et al., 2005) y Nam (Nam et al., 2011) observaron que la actividad reductora del PEG mejora al incrementar la temperatura o emplear un PEG de mayor peso molecular. Sin embargo, estas observaciones no pueden ser explicadas en base a los mecanismos de reducción de iones Ag+ encontrados en la literatura, los cuales solo involucran a los grupos terminales de las moléculas PEG en la reducción de iones plata. Por otro lado, encontramos que algunos procedimientos publicados para la síntesis de NPs AgPEG son difíciles de reproducir. Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto, en este trabajo estudiamos la influencia de diferentes factores como: la temperatura, la presencia de oxígeno y la concentración del precursor de plata, en la síntesis de NPs AgPEG. Nuestros resultados aportan evidencia experimental que involucra a la degradación térmica oxidativa del PEG en un nuevo mecanismo que proponemos para explicar la potenciación de la reducción de iones Ag+ y estabilización de NPs AgPEG. Adicionalmente, el estudio anterior permitió establecer condiciones de síntesis reproducibles para la obtención de NPs AgPEG estables en el coloide por al menos dos años. Dicha estabilidad facilita la comparación entre estudios realizados en diferentes momentos y con diferentes células. De manera similar, la reproducibilidad de este método de síntesis y la estabilidad de las NPs que se obtienen, permitiría comparar los resultados obtenidos por distintos grupos de trabajo. Otra ventaja del uso del PEG como agente reductor y estabilizante en la síntesis de NPs AgPEG es que no resulta dañino al medio ambiente (método verde) a diferencia de otros agentes reductores empleados con el mismo fin. En nuestros experimentos, también sintetizamos NPAgs empleando NaBH4 como agente reductor y citrato de sodio como agente estabilizante. Este tipo de NPAgs son muy empleadas en estudios SERS y aunque no son estables a largo plazo, el método de síntesis es fácil de reproducir. De esta manera, obtuvimos NPs de plata por dos métodos diferentes (NPs AgPEG y NPAgs), obteniendo en ambos casos NPs de plata esféricas, cubiertas por distintos agentes estabilizantes y con tamaños promedios entre 20 y 25 nm aproximadamente. Las NPs AgPEG y NPAgs se evaluaron como amplificadores de la señal Raman de glóbulos rojos (GR) vivos, obteniendo incrementos entre 100-10 000 en diferentes picos del espectro Raman. La intensidad de la señal Raman de GR incubados con las NPAgs fue mayor que en aquellos incubados con las NPs AgPEG. En el espectro de GR control, están presentes algunos picos de oxi-Hb ausentes en el espectro de GR incubados con NPs de plata. Las moléculas de desoxi-Hb tienen mayor afinidad de unión a la membrana del GR, por lo cual están más cercanas a NPs que se unen a la membrana del eritrocito que las moléculas de oxi-Hb. Por esta razón, la ausencia de picos de oxi-Hb en los espectros Raman de GRs incubados con NPs de plata sugiere una ubicación extracelular de dichas NPs. En este punto de la exposición de nuestros resultados, discutimos aspectos relacionados con los mecanismos que contribuyen a la amplificación de la señal Raman de los GRs vivos, así como perspectivas para la aplicación de estas NPs. Universidad de Sonora. División de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Investigación en Física. Programa de Posgrado en Ciencias (Física), 2017.

Tesis de doctorado en ciencias, especialidad física En el presente trabajo, describimos la utilización de nanopartículas de oro y diamante para obtener nanoestructuras híbridas, multifuncionalizables y biocompatibles, que demostraron ser eficientemente internalizadas por la célula viva. La combinación de nanodiamantes y nanopartículas metálicas busca potenciar sus propiedades individuales para la obtención de nuevas características. Como primera etapa se procedió a la desaglomeración de agregados de nanodiamantes obtenidos por detonación, desde tamaños mayores a un micrómetro hasta aglomerados aproximadamente menores o igual a 100 nm. Estos pequeños agregados no presentaron un efecto negativo sobre la viabilidad de glóbulos rojos después de 3 horas de incubación, y tampoco indujeron cambios estructurales en la molécula de la Hemoglobina, como se pudo detectar por el estudio del espectro Raman. El tamaño de los desaglomerados fue comprobado por técnicas de Dispersión Dinámica de la Luz y Microscopía Electrónica de Transmisión. A continuación, los nanodiamantes de detonación y también nanodiamantes fluorescentes con centros Nitrógeno-Vacancia, fueron conjugados con el fluoróforo Isotiocianato de Fluoresceína e incubados con células de la línea tumoral HeLa, para estudiar su interacción mediante Microscopía de Fluorescencia Confocal. Se pudo observar que ambos conjugados de nanodiamantes con fluoresceína lograron pasar al medio intracelular y se encontraron libres en el citosoltras24 horas de incubación. Paralelamente, se estudiaron las propiedades de emisión de fluorescencia de los conjugados, detectándosela ocurrencia de un proceso de interacción colaborativa entre los centros Nitrógeno-Vacancia y la fluoresceína, que posibilitaron un incremento en la emisión de fluorescencia a 520 nm. Este resultado permite recomendar al conjugado para aquellas aplicaciones de los nanodiamantes que conlleven un seguimiento de su posición en la célula, mediante microscopía de fluorescencia. Las etapas anteriores permitieron sentarlas bases para el proceso de hibridación diamante-oro, confirmándose la obtención de los nanohíbridos a través de la Microscopía Electrónica de Transmisión. El estudio de sus propiedades fluorescentes, luego de la conjugación con fluoresceína, mostró la existencia de un efecto antena de la partícula de oro que incrementó en gran medida la emisión de fluorescencia de los híbrido-conjugados. Un estudio de viabilidad in vitro permitió concluir que ambas nanoestructuras no resultan tóxicas parala célula HeLa a 3 horas de incubación. Al igual que como ocurrió con los nanodiamantes por separado, se pudo observar por Microscopía de Fluorescencia Con focal que los híbridos son capaces de entrar a la célula HeLa, teniendo una ubicación citosólica y perinuclear luego de 24horas de incubación. Mediante los procedimientos seguidos en este trabajo de Tesis se desagregaron nanodiamantes de detonación, que fueron modificados químicamente en sus superficies y funcionalizados con fluoresceína para estudiar su interacción con la célula viva, resultandos biocompatibles en las condiciones probadas. Experimentos similares fueron realizados para nanodiamantes con centros nitrógeno-vacancia, que mostraron además incrementar la fluorescencia del fluoróforo conjugado, mediante un fenómeno de transferencia de fotoelectrones. La unión de los nanodiamantes con nanopartículas de oro por vía química permitió obtener nanoestructuras híbridas con probada biocompatibilidad y superiores características ópticas. Estas nanoestructuras presentan un elevado potencial para su uso en aplicaciones biomédicas, ya sea como plataformas para transportar fármacos o moléculas de interés o para su uso en imagenología utilizando las propiedades de fluorescencia. Universidad de Sonora. División de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Investigación en Física. Posgrado en Ciencias (Física), 2017

Tesis de doctorado en ciencias especialidad física El objetivo principal de este trabajo es obtener y analizar datos experimentales de las respuestas luminiscentes TL, AG y OSL de diferentes muestras de diamante HPHT Ib sujetas a radiación ionizante tales como rayos X, beta y gamma. Universidad de Sonora. División de Ciencias Exactas y Naturales. 2014.

Tesis de maestría en ciencias de la salud La transfusión sanguínea es una necesidad permanente y por la frecuencia con la que se practica es importante que deba garantizarse su seguridad para evitar los efectos colaterales. Uno de ellos, dentro de la categoría de reacciones inmunológicas adversas, es la enfermedad de injerto contra huésped post-transfusional (EICH-PT), que se desencadena debido a la presencia de linfocitos viables del donador que proliferan en el huésped creando una serie de eventos clínicos de gravedad variable, con altos índices de mortalidad. La irradiación es la única técnica disponible capaz de prevenir la EICH-PT, sin embargo, y dependiendo del tipo de irradiador usado, se ha revelado una amplia variación en las dosis utilizadas, indicadores clínicos y control de calidad. El objetivo de este estudio fue proponer el diseño de un protocolo de irradiación de sangre humana para el GC-220E, que asegure la calidad y estabilidad de este producto para uso terapéutico. La calidad se evaluó mediante los cambios morfológicos radioinducidos usando la tinción Giemsa, y su relación con la expresión del p53 para apoptosis, así como las concentraciones de linfocitos por medio de la CH. Finalmente, se analizó su estabilidad al almacén determinando las concentraciones de potasio sérico usando la reacción tetrafenilborato de sodio. En nuestro resultados se puntualizan los pasos técnicos a seguir en el proceso de irradiación y calculo de dosis para el GC-220E. En el aspecto de calidad y estabilidad del producto irradiado se encontró que la radiación induce en los leucocitos al menos tres mecanismos de destrucción morfológica: (1) pérdida de la integridad celular en linfocitos a dosis en el rango de 3.21 a 10.29Gy; (2) fragmentación leucocitaria entre los 20 y 50Gy en mayor medida (3); y disociación lobular en neutrófilos a dosis mayores de 50Gy. Estos cambios morfológicos estuvieron acompañados por un incremento progresivo en las concentraciones de potasio sérico, reduciendo la vida de anaquel del producto irradiado a 48 horas a 4°C. Finalmente se demostró que la expresión del gen p53 aumenta con respecto a la dosis, lo que indica que estas lesiones inducen la muerte celular por apoptosis en la totalidad de las células linfocitarias a 25Gy. Universidad de Sonora. División de Ciencias Biológicas y de la Salud, 2009