ANNUAL REPORT 2011 - Instituto de Estructura de la Materia

La espectroscopía Raman y la técnica SERS también han sido aplicadas en el estudio de pigmentos contenidos enmanuscritos islámicos antiguos procedentes de Marruecos. En este sentido la aplicación de la técnica SERS ha sidode gran utilidad en la identificación de los pigmentos rojos y amarillos de naturaleza orgánica, que no pueden sercaracterizados mediante técnicas convencionales debido a la alta emisión de fluorescencia de estos colorantes. Delos espectros SERS obtenidos, se ha podido identificar la presencia de carmín en tintas de coloración rojo rosado ytambién en tintas negras con matices rojizos. Este trabajo se ha realizado gracias a un convenio bilateral decolaboración CSIC-CNRST con investigadores de la Universidad Moulay Ismail de Meknes en Marruecos.La técnica SERS ha sido empleada en la caracterización de sustancias residuales de coloración oscura encontradasen la cueva de Lascaux (Francia). Estas sustancias son producidas por la acción combinada de microorganismossobre las pinturas que se encuentran en las paredes de dicha cueva. La técnica SERS ha permitido la identificaciónde dichos compuestos, gracias a la atenuación de la fluorescencia, permitiendo deducir la estructura de esosmateriales y así poder entender los orígenes de dicha degradación. Este trabajo ha sido realizado en colaboracióncon el Prof. C. Sáiz-Jiménez del IRNAS (CSIC).Se ha aplicado también la espectroscopía Raman a la caracterización de aditivos moleculares orgánicos tradicionalesy comerciales utilizados en materiales de construcción de interés para el Patrimonio Histórico. Mientras que losaditivos tradicionales (huevo, azúcares, etc) presentan estructuras conocidas, las estructuras de los aditivoscomerciales son muy complejas, al ser mezcla de varios compuestos y por lo tanto de difícil interpretación. Lamodificación del proceso de hidratación de los ligantes tradicionales con diferentes aditivos se ha estudiado porespectroscopía Raman, analizando las diferentes formas polimórficas del CaCO 3 originadas por la presencia deladitivo. Con respecto a los aditivos comerciales se sigue trabajando en la obtención de los espectros SERS de losmismos para su posterior identificación en materiales endurecidos.La valorización de residuos de las plantas potabilizadoras de agua y de la industria papelera como materia primapara la obtención de nuevos materiales se realiza en colaboración con el Departamento de Síntesis, Caracterización yReciclado de Materiales del Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja del CSIC. En el caso de lautilización de pulpa de papel se han identificado a través de espectroscopia Raman nuevas fases cristalinas tipohidrotalcitas.Finalmente, se está trabajando en colaboración con el grupo de Espectroscopía de Plasmas de Ablación de esteDepartamento en la obtención de vidrios sintéticos (fulguritas) en materiales de construcción de base siliciomediante la aplicación de Láseres continuos y pulsados y su posterior identificación mediante técnicas de ablaciónláser (LIBS) y espectroscopía Raman. Resultados preliminares muestran que irradiando con láseres continuos deCO 2 se generan fulguritas de composición análogas a las que aparecen en la naturaleza.BIOESPECTROSCOPÍA INFRARROJA Y RAMANSe ha continuado con la medida de espectros infrarrojos y Raman de fracciones sanguínea de sesenta sujetos,cuarenta y tres de ellos afectados por la enfermedad de Alzheimer y el resto controles sanos. Tras el tratamientomatemático de espectros para su normalización y corrección de líneas de base, se ha realizado análisismultivariante, en particular análisis discriminante, curvas ROC y redes neuronales multicapa para clasificaciones demuestras. En la fracción de leucocitos mononucleares se han obtenido clasificaciones con 85% aproximadamente desensibilidad y especificidad, generada por bandas infrarrojas amida I de estructura proteica en lámina-. Resultadossimilares se han obtenido mediante los espectros infrarrojos de la fracción de plasma considerando la región amida Iy la comprendida entre 1150-1000 cm -1 que contiene bandas de tensión de grupos CO de alcoholes y peróxidosgenerados por estrés oxidativo característico de esta enfermedad. Por otra parte, el análisis multivariante de la regiónRaman 800-350 cm -1 de esta fracción permite clasificaciones de muestras de plasma sanguíneo conaproximadamente 90% de sensibilidad y especificidad, debido a diferencias espectrales originadas por estructuraterciaria de cadenas laterales proteicas de triptófano.ESTRUCTURA DE SISTEMAS BIOLÓGICOS EN ALIMENTOSEn colaboración con el Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos y Nutrición (ICTAN, CSIC) se ha realizadoun estudio sobre aplicaciones de la espectroscopía FTIR para determinar las estructuras de lípidos y proteínas y susposibles interacciones en la formación de diversas emulsiones de aceite de oliva en agua. En particular se hanestudiado emulsiones estabilizadas con proteína de soja y otras emulsiones estabilizadas con esta proteína, caseinatosódico y transglutaminasa. Una relación entre las propiedades texturales y estructurales proteolipídicas resultó serdependiente del sistema proteico estabilizador usado en estas emulsiones.FORMULACIÓN DE SCATTERING DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS (3D) DE INTEGRALES DESUPERFICIE31