https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/5045 2026-07-27T10:30:42Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/10045 Detección de glifosato basada en la transferencia de energía por resonancia de luminiscencia (LRET) entre nanopartículas de conversión ascendente y naftalimida. Colorado García, Esteban Uriel Las nanopartículas de óxido de gadolinio dopadas con erbio (Gd₂O₃:Er) constituyeron la plataforma central de este trabajo, debido a sus propiedades luminiscentes y a la posibilidad de modificar su superficie para desarrollar sistemas de reconocimiento molecular con aplicaciones ambientales y biomédicas. Se sintetizaron y caracterizaron nanopartículas Gd₂O₃:Er, las cuales se emplearon en dos estrategias de aplicación. En la primera, orientada a la detección de glifosato (Gly), se adsorbió sobre las nanopartículas un fluoróforo derivado de 1,8-naftalimida (NATP). La interacción entre ambos componentes produjo transferencia de energía y una respuesta fluorescente modulada. La presencia de Gly desplazó al fluoróforo de la superficie, generando un cambio en la señal óptica relacionado con su concentración. Se determinó una concentración óptima de NATP de 200 µM y se observó una respuesta preferencial frente a Gly en comparación con otros aniones evaluados. En la segunda estrategia, dirigida al antígeno prostático específico (PSA), las nanopartículas fueron funcionalizadas con APTES y glutamina para incorporar el péptido Mu-HSSKLQ, sintetizado mediante fase sólida. Los análisis espectroscópicos, fisicoquímicos y de fluorescencia respaldaron la síntesis de las nanopartículas, la obtención del péptido y las etapas de modificación superficial. Aunque no se completaron los ensayos de detección de PSA, el nanosistema obtenido establece una base para su evaluación futura como plataforma fluorescente de reconocimiento proteolítico. En conjunto, los resultados muestran la versatilidad de Gd₂O₃:Er para diseñar nanosistemas con distintas aplicaciones analíticas.; Erbium-doped gadolinium oxide nanoparticles (Gd₂O₃:Er) were used as the central platform in this work because of their luminescent properties and the possibility of modifying their surface to develop molecular recognition systems for environmental and biomedical applications. Gd₂O₃:Er nanoparticles were synthesized, characterized, and employed in two application strategies. The first strategy focused on glyphosate (Gly) detection. A 1,8-naphthalimide-derived fluorophore (NATP) was adsorbed onto the nanoparticle surface. The interaction between both components promoted energy transfer and generated a modulated fluorescence response. In the presence of Gly, the fluorophore was displaced from the nanoparticle surface, producing an optical signal change associated with its concentration. An optimal NATP concentration of 200 µM was determined, and a preferential response toward Gly was observed compared with the other anions evaluated. The second strategy was directed toward prostate-specific antigen (PSA). The nanoparticles were functionalized with APTES and glutamine to incorporate the Mu-HSSKLQ peptide, synthesized by solid-phase peptide synthesis. Spectroscopic, physicochemical, and fluorescence analyses supported the successful synthesis of the nanoparticles and peptide, as well as the different surface-modification stages. Although PSA detection assays were not completed, the resulting nanosystem provides a basis for its future evaluation as a fluorescent platform for proteolytic recognition. Overall, the results demonstrate the versatility of Gd₂O₃:Er nanoparticles for the development of nanosystems with different analytical applications. 2026-07-17T00:00:00Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/10031 Desarrollo de materiales avanzados mediante estrategias de transformación y funcionalización para la fotodegradación visible de colorantes Sánchez Silva, Jonathan Michel Esta tesis doctoral aborda el desarrollo de materiales avanzados mediante estrategias de transformación y funcionalización para la fotodegradación de colorantes bajo irradiación visible. La investigación se inició con la caracterización termoquímica de biomasa lignocelulósica proveniente de residuos agroindustriales, con el fin de evaluar su potencial como precursor de materiales carbonosos funcionales. Posteriormente, mediante carbonización hidrotermal, se sintetizaron hidrocarbones con propiedades fisicoquímicas favorables para aplicaciones fotocatalíticas. Los resultados demostraron que estos materiales presentan grupos funcionales oxigenados, dominios aromáticos conjugados y radicales libres persistentes, características que favorecen la generación de especies reactivas de oxígeno (•OH, O₂•⁻ y ¹O₂), lo que evidencia que los hidrocarbones pueden actuar como fotocatalizadores intrínsecamente activos y no únicamente como soportes carbonosos. Con el fin de mejorar su desempeño fotocatalítico, los hidrocarbones fueron funcionalizados mediante la incorporación de TiO₂ y CeO₂, obteniéndose materiales compuestos con efectos sinérgicos que favorecieron la separación de cargas, ampliaron la respuesta espectral hacia la región visible y aumentaron la eficiencia de degradación de colorantes. Finalmente, se desarrolló una estrategia de funcionalización basada en la inmovilización covalente de carbon quantum dots (CQDs) sobre sepiolita, lo que permitió obtener un fotocatalizador híbrido estable que supera las limitaciones asociadas a la recuperación y reutilización de estos nanomateriales. En conjunto, los resultados permitieron establecer relaciones entre la composición del precursor, las estrategias de transformación y de funcionalización, la estructura de los materiales y su desempeño fotocatalítico. Esta investigación aporta nuevo conocimiento sobre el papel activo de los hidrocarbones en la fotocatálisis heterogénea y propone una estrategia novedosa para la inmovilización de carbon quantum dots, lo que contribuye al diseño estratégico de materiales carbonosos sostenibles para procesos avanzados de oxidación; This doctoral dissertation addresses the development of advanced materials through transformation and functionalization strategies for the visible-light-driven photodegradation of dyes. The research began with the thermochemical characterization of lignocellulosic biomass derived from agro industrial residues to evaluate its potential as a precursor for functional carbon-based materials. Subsequently, hydrothermal carbonization was employed to synthesize hydrochars with physicochemical properties suitable for photocatalytic applications. The results demonstrated that these materials possess oxygen-containing functional groups, conjugated aromatic domains, and persistent free radicals, features that promote the generation of reactive oxygen species (•OH, O₂•⁻, and ¹O₂), thereby demonstrating that hydrochars can function as intrinsically active photocatalysts rather than merely as carbon supports. To further enhance their photocatalytic performance, the hydrochars were functionalized by incorporating TiO₂ and CeO₂, yielding composite materials with synergistic effects that promoted charge separation, extended the photoresponse into the visible-light region, and improved dye degradation efficiency. Finally, a functionalization strategy based on the covalent immobilization of carbon quantum dots (CQDs) onto sepiolite was developed, resulting in a stable hybrid photocatalyst that overcomes the limitations associated with the recovery and reuse of these nanomaterials. Collectively, the findings established structure–property–performance relationships by correlating precursor composition, transformation, and functionalization strategies, material structure, and photocatalytic performance. This research provides new insights into the active role of hydrochars in heterogeneous photocatalysis and proposes a novel strategy for the immobilization of carbon quantum dots, thereby contributing to the strategic design of sustainable carbon-based materials for advanced oxidation processes. 2026-07-08T00:00:00Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9690 Desarrollo de materiales multifuncionales con actividad adsorbente, fotocatalítica y electrocatalítica para el tratamiento de contaminantes emergentes y aplicaciones sustentables Aguilar Maruri, Saul Alejandro Este trabajo aborda el desarrollo de materiales multifuncionales con propiedades adsorbentes, fotocatalíticas y electrocatalíticas para la remediación ambiental y aplicaciones energéticas sustentables, priorizando el uso de materiales de bajo costo y derivados de biomasa. Se sintetizaron xerogeles de resorcinol–formaldehído con una alta capacidad de adsorción de metformina (hasta 325 mg g⁻¹), gobernada por interacciones electrostáticas y enlaces de hidrógeno, con marcada dependencia del pH y la temperatura. Estos materiales mostraron buena selectividad y estabilidad tras varios ciclos de reutilización. Asimismo, residuos agroindustriales fueron valorizados como soportes fotocatalíticos eficientes. Los carbones derivados de bagazo de agave dopados con óxido de cerio alcanzaron más del 99.5% de degradación de azul de metileno bajo irradiación UV, manteniendo su eficiencia en ciclos sucesivos. De manera similar, hidrocarbones obtenidos de residuos de café y dopados con BiOCl, BiOCl/CeO₂ y BiOCl/Fe₂O₃ exhibieron eficiencias fotocatalíticas de hasta 100% en la degradación de colorantes, mediante mecanismos dependientes del dopante que involucran especies reactivas de oxígeno y reacciones foto-Fenton. Finalmente, la funcionalización solvotérmica alcalina de nanotubos de carbono de paredes múltiples, seguida del dopaje con Pt–Pd, mejoró notablemente su desempeño electrocatalítico para la reacción de evolución de hidrógeno, logrando bajos sobrepotenciales, cinéticas favorables y alta estabilidad. En conjunto, los resultados demuestran que el diseño racional de materiales y la valorización de biomasa permiten desarrollar soluciones eficientes, reutilizables y sustentables para el tratamiento de contaminantes emergentes y la generación de energía limpia.; This work presents the development of multifunctional materials with adsorptive, photocatalytic, and electrocatalytic activity for environmental remediation and sustainable energy applications, emphasizing the valorization of low-cost and biomass-derived resources. Resorcinol–formaldehyde xerogels were synthesized and evaluated as adsorbents for metformin, a persistent pharmaceutical contaminant. The xerogels exhibited a high adsorption capacity of up to 325 mg g⁻¹, governed primarily by electrostatic interactions and hydrogen bonding, with strong dependence on pH and temperature. Competitive adsorption and reuse studies demonstrated good selectivity and stability over multiple cycles. In parallel, agroindustrial wastes were transformed into efficient photocatalytic supports. Cerium oxide–doped carbons derived from agave bagasse achieved over 99.5% degradation of methylene blue under UV irradiation, maintaining high performance during reuse cycles. Similarly, hydrochars synthesized from coffee grounds and doped with BiOCl, BiOCl/CeO₂, and BiOCl/Fe₂O₃ showed excellent photocatalytic activity toward indigo blue degradation, with efficiencies up to 100%, driven by dopant-dependent mechanisms involving reactive oxygen species, photo-Fenton reactions, and enhanced charge separation. Finally, alkaline solvothermal functionalization of multi-walled carbon nanotubes, followed by Pt–Pd decoration, significantly improved their electrocatalytic performance for the hydrogen evolution reaction, achieving a low overpotential (−0.20 V at 10 mA cm⁻²), favorable kinetics, and long-term stability. Overall, this study demonstrates that rational material design combined with biomass revalorization enables high-performance, reusable multifunctional materials for contaminant removal and clean energy generation. 2026-01-23T00:00:00Z https://repositorioinstitucional.uaslp.mx/xmlui/handle/i/9618 Funcionalización y conjugación de arcillas como plataformas potenciales para nanovacunas Liñan González, Alejandra Elizabeth Los hidróxidos dobles laminares (HDL) son nanoarcillas sintéticas que se han utilizado como adyuvantes y transportadores de antígenos en nanovacunas desarrolladas mediante bioconjugación pasiva. Sin embargo, la bioconjugación activa para unir antígenos covalentemente y generar nanovacunas de subunidades permanece inexplorada. En este proyecto, se investigó la síntesis, funcionalización y conjugación activa de HDL para producir nanovacunas de subunidades con péptidos del SARS-CoV-2. La síntesis de HDL de Mg-Al mediante coprecipitación y tratamiento hidrotérmico produjo partículas monodispersas con un tamaño promedio de 100 nm. Su funcionalización con (3-aminopropil)trietoxisilano (APTES) fue mejor que con otros organosilanos (3-glicidoxipropil trimetoxisilano (GPS) y (3-cloropropil) trimetoxisilano (CPS)). Se utilizó glutaraldehído (GTA) como ligador para unir lisina, una biomolécula modelo, y así establecer las mejores condiciones para la aminación reductora. Finalmente, dos péptidos, P20 y P30 (epítopos de la proteína espícula del SARS-CoV-2), se unieron a la superficie de HDL para producir dos vacunas candidatas de subunidades, alcanzando concentraciones peptídicas de 125 y 270 μg/mL, respectivamente. Las partículas se caracterizaron mediante DLS, TEM DRX, TGA, DSC y FTIR. Los estudios de citotoxicidad revelaron que el conjugado con P20 no fue tóxico hasta concentraciones de 250 μg/mL, mientras que los estudios de inmunogenicidad mostraron que dicho conjugado indujo títulos de IgG similares a los alcanzados con hidróxido de aluminio como adyuvante; Layered double hydroxides (LDHs) are synthetic nanoclays that have been used as adjuvants and antigen carriers in nanovaccines developed through passive bioconjugation. However, active bioconjugation to covalently bind antigens and generate subunit nanovaccines remains unexplored. In this project, the synthesis, functionalization, and active conjugation of LDHs were investigated to produce subunit nanovaccines with SARS-CoV-2 peptides. LDHs based on Mg-Al were synthesized via co-precipitation and hydrothermal treatment, yielding monodisperse particles with an average size of 100 nm. Functionalization with (3-aminopropyl)triethoxysilane (APTES) outperformed other organosilanes such as (3-glycidyloxypropyl)trimethoxysilane (GPS) and (3-chloropropyl)trimethoxysilane (CPS). Glutaraldehyde (GTA) was used as a linker to attach lysine, a model biomolecule, to establish optimal conditions for reductive amination. Finally, two peptides, P20 and P30 (epitopes from the SARS-CoV-2 spike protein), were covalently bound to the LDH surface to produce two subunit vaccine candidates, reaching peptide concentrations of 125 and 270 μg/mL, respectively. The particles were characterized by DLS, TEM, XRD, TGA, DSC, and FTIR. Cytotoxicity studies revealed that the P20 conjugate was non-toxic up to 250 μg/mL, while immunogenicity studies showed that it induced IgG titers comparable to those obtained using aluminum hydroxide as an adjuvant. 2025-11-01T00:00:00Z