Hipertermia magnética asistida por nanopartículas de ferrita de manganeso para la extracción de clorofila de la microalga Chlorella vulgaris

Abstract

En este trabajo se evaluó el uso de nanopartículas magnéticas de ferrita de manganeso (MnFe₂O₄) en la extracción de clorofila asistida por hipertermia de la microalga Chlorella vulgaris, comparando la eficiencia de extracción de este método frente al ultrasonido. Las nanopartículas magnéticas de MnFe₂O₄ poseen propiedades magnéticas que facilitan su manipulación por un campo magnético externo, y bajo ciertas condiciones generan calor localizado favoreciendo la disrupción celular y la extracción de metabolitos intracelulares. Las nanopartículas magnéticas de MnFe₂O₄ se sintetizaron por el método hidrotermal y se caracterizaron por difracción de rayos X (DRX), dispersión dinámica de luz láser (DLS) y microscopia electrónica de barrido (MEB). Se realizó la cinética e isoterma de adsorción. Se extrajo clorofila mediante ultrasonido, posteriormente se hizo la extracción por hipertermia para su comparación. Como resultados de la caracterización, el difractograma coincide con los planos de difracción de rayos X de la base de datos (COD No. 230-0585). El tamaño hidrodinámico fue de 213.8 nm. Se obtuvieron las imágenes por MEB de las nanopartículas y de la interacción entre nanopartículas y microalga. La cinética de adsorción se ajustó al modelo de Pseudo-segundo orden. En la isoterma concordó con el modelo de Langmuir por lo que la adsorción es monocapa y la cantidad máxima de adsorción fue de 1.0×〖10〗^12 cél/µg. La extracción de clorofila por ultrasonido usando biomasa seca fue de 140 µg/mL y de la biomasa húmeda fue de 102.82 µg/mL. Después, se extrajo clorofila mediante hipertermia donde se alcanzó una temperatura máxima de 33 ºC y se obtuvieron 25.06 µg/mL de clorofila confirmando que la hipertermia magnética induce disrupción celular. Aunque el ultrasonido arrojó mejores resultados, la hipertermia es un método con potencial que surge como alternativa a los métodos de extracción convencionales el cual se puede seguir optimizando para mejorar el proceso extractivo.

Keywords: Hipertermia; extracción; nanopartículas