2.9 Home Channel Assignment
2.9.3 DCAP’s Modified Channel Assignment Algorithm
Para este trabajo se seleccionó el líquido iónico 1,3-dimetilimidazolio dimetilfosfato
([C1C1Im][DMP]), con número de registro CAS 654058-04-5, adquirido a través de la empresa
Iolitec y que posee una pureza >0.99. Su masa molecular es de 222.18 g mol-1 y su estructura se
presenta en la Figura 1.
Figura 1. Estructura molecular del líquido iónico
dimetilimidazolio dimetilfosfato ([C1C1Im][DMP]
seleccionado para este trabajo.
Análisis térmico
Para la determinación del límite inferior del rango líquido, definido bien a través de la temperatura de fusión, para líquidos con comportamiento cristalino, bien a través de la temperatura de transición vítrea, para líquidos con comportamiento amorfo, se ha usado un
Propiedades térmicas y toxicidad del líquido iónico [C1C1Im][DMP] 159
Calorímetro Diferencial de Barrido, DSC, Q1000 de TA-Instruments calibrado con las temperaturas y calores de fusión de indio y zinc. Muestras de LI de entre 3 y 5 mg se introdujeron en cápsulas de aluminio selladas, a las que se les practicó un pequeño agujero que permita la evaporación del agua residual de las muestras, y se sometieron a los siguientes ciclos calentamiento-enfriamiento:
a) Calentamiento desde 25ºC hasta 125ºC a 10ºC min-1
b) Isotermo a 125ºC durante 45 minutos para eliminación de las impurezas volátiles y borrado de la historia térmica [8]
c) Enfriamiento desde 125ºC hasta -80ºC a 10ºC min-1
d) Calentamiento desde -80ºC hasta 100ºC a 10ºC min-1
e) Enfriamiento desde 125ºC hasta -80ºC a 5ºC min-1
f) Calentamiento desde -80ºC hasta 100ºC a 5ºC min-1
Las temperaturas de las diferentes transiciones se determinaron en el último barrido.
Para la determinación de la estabilidad térmica, que permite conocer la temperatura superior del rango líquido, se usó un analizador termogravimétrico TGA 7- Perkin Elmer, operando tanto en condiciones dinámicas como isotermas. El equipo se calibró usando las temperaturas de Curie de alumel, níquel y hierro.
Se usaron muestras de entre 3 y 5 mg de masa en cápsulas de platino que, en primer lugar, se
sometieron a barrido desde 100ºC hasta 800ºC a 10ºC min-1 en atmósfera de nitrógeno. A partir
de las curvas TG y sus derivadas se determinó la temperatura onset asociada al inicio del proceso
de pérdida de masa. Este procedimiento está ampliamente descrito en la literatura [9,10]. Como es bien sabido, esta temperatura de arranque sobreestima la estabilidad térmica y por esta razón se realizaron también estudios isotermos a temperaturas inferiores a la obtenida por los análisis dinámicos [11].
Toxicidad Microtox®
Esta técnica está basada en la variación de la bioluminiscencia natural de la bacteria marina Aliivibrio fischeri en presencia de diferentes concentraciones de agentes potencialmente tóxicos frente a un patrón inocuo (solución estéril de NaCl al 2%). La bioluminiscencia de esta bacteria está directamente relacionada con la respiración celular y, por ello, el descenso en este parámetro está relacionado con la toxicidad [12].
Las medidas de intensidad de luz se toman 5, 15 y 30 minutos después de la mezcla de la bacteria con las muestras. El parámetro que se considera a menudo es la concentración de agente que, para cada uno de los tiempos de exposición, causa la reducción del 50% de la luminiscencia inicial, EC50.
Mediante diluciones seriadas de este LI entre un valor máximo de 30.7 g L-1 y un control (0 g L-
1) se determina el porcentaje de bioluminiscencia de la bacteria con respecto a la concentración
del agente tóxico usando una ecuación logística, y a partir de esta variación se calcula el
parámetro EC50 y su correspondiente intervalo de confianza del 95% [13].
Inhibición de la germinación de semillas en placa Petri
Se usaron semillas de seis especies diferentes, cuatro arbóreas (Eucalyptus globulus Labill.,
selloana Asch. & Graebn. y Lepidium sativum L.), escogidas por su amplia distribución geográfica, por ser especies dominantes en los ecosistemas de los que forman parte y por su longevidad.
Para el estudio de la inhibición de la germinación se determinó el número de semillas germinadas tras la adición de 4 ml de cinco concentraciones acuosas diferentes del LI, 0 (control), 0.1, 0.25, 0.5 y 1%. Se colocaron 25 semillas en cada una de las placas Petri sobre doble papel de filtro y se realizaron 5 réplicas para cada tratamiento, es decir, en total se comprobó el efecto del LI sobre 3750 semillas. Estas semillas se incubaron en una cámara Phytotron (Climas AGP890) con un fotoperiodo de 16 horas de luz a 24ºC y 8 horas de oscuridad a 16ºC. El número de semillas germinadas se determinó cada dos días hasta el final del período de germinación (entre 17 y 30 días) [14].
Microcalorimetría isoterma de suelos
Mediante microcalorimetría isoterma, usando el equipo TAM III de TA Instruments, se determinó el efecto que diferentes dosis de este LI ejercen sobre el crecimiento microbiano de dos suelos gallegos. Este equipo permite determinar el calor liberado por los microorganismos de los suelos cuando se activan con una disolución de glucosa [14].
Se escogieron dos suelos con diferentes usos y, por tanto, con diferente contenido en materia orgánica. Uno de ellos era un suelo forestal, recogido en el término municipal de Negreira (A Coruña) y el otro un suelo de cultivo, recogido en A Pedra (A Coruña). En cada localización se recogieron 10 sub-muestras de puntos aleatorios para crear una única muestra homogénea de cada suelo. Se transportaron al laboratorio en bolsas isotérmicas, se tamizaron (<4 mm) y se conservaron a 4ºC hasta su uso. Una pequeña parte se secó al aire y se usó para la caracterización general de ambos suelos. En la Tabla 1 se indican las principales propiedades físicas y químicas de los dos suelos, analizadas siguiendo los métodos descritos por Guitián y Carballas [15].
Tabla 1. pH, contenidos en carbono y nitrógeno, relación C/N, contenidos de arena, limo y arcilla y
textura de los dos suelos seleccionados para este trabajo.
Suelo pHH2O pHKCl %Ct %Nt C/N % arena %limo % arcilla textura
A Pedra 4.15±0.02 3.74±0.01 2.36±0.09 0.15±0.00 16 64 25 12 FAr*
Negreira 4.39±10.02 3.69±0.00 10.99±0.12 0.58±0.02 19 68 21 11 FAr*
*FAr: Franco arenosa
Para el estudio microcalorimétrico, que se realizó a temperatura constante de 22ºC, se usó 1 g de suelo colocado en una cápsula de acero inoxidable, al que se añadieron 0.2 ml de una disolución acuosa de glucosa, que tiene la función de activar el metabolismo de los microorganismos, además de 0.1 ml de una disolución acuosa del LI. Se ensayaron seis concentraciones diferentes del líquido (0, 1, 10, 25, 50 y 75%) y se registró el calor liberado por los microorganismos hasta el consumo total de la glucosa. [14]