Microencapsulación microfluídica de Pseudomonas sp. P26 para la remoción de diclofenac en sistemas acuosos

Abstract

El diclofenac es un contaminante farmacéutico emergente frecuentemente detectado en ambientes acuáticos y cuya persistencia representa un desafío para el desarrollo de estrategias sostenibles de tratamiento de aguas. En este contexto, la inmovilización de bacterias con capacidad de remover compuestos orgánicos constituye una alternativa biotecnológica promisoria. El objetivo de este trabajo fue encapsular la bacteria Pseudomonas sp. P26 en microgeles utilizando dispositivos microfluídicos, para evaluar su capacidad de remover diclofenac de entornos acuosos en estas condiciones. La cepa fue previamente aislada de suelos contaminados con hidrocarburos y caracterizada por su capacidad de remover compuestos aromáticos. Para inmovilizar Pseudomonas sp. P26, se desarrolló una estrategia de encapsulación en microgeles semipermeables, evaluando distintas concentraciones de grenetina y agarosa. Los microgeles cargados de células de Pseudomonas sp. P26 se generaron en un dispositivo microfluídico de un canal, con dos entradas y una salida, empleando como fase acuosa la matriz gelificante preparada en medio LB inoculado con P26, y como fase continua aceite HFE-7500 suplementado con surfactante fluorado. Las fases se inyectaron mediante bombas de jeringa a caudales controlados de 100 μL/h para la fase acuosa y 1000 μL/h para la fase oleosa. Luego de su formación, los microgeles se recuperaron y transfirieron a medio mínimo suplementado con 1 g/L de glucosa y 1 mg/L de diclofenac. El sistema bacteriano encapsulado se incubó a 30 °C y 180 rpm, durante períodos de 12 a 120 h, incluyendo controles abióticos para evaluar pérdidas no biológicas del compuesto. La concentración residual de diclofenac se determinó mediante cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC). Los resultados mostraron que la formulación óptima de la matriz gelificante fue una mezcla de 2,5% (m/v) de grenetina y 1,5% (m/v) de agarosa, a partir de la que se obtuvieron microcápsulas de 30 µm de diámetro, con adecuada estabilidad mecánica para los ensayos de remoción bacteriana de diclofenac. Se observó un incremento progresivo de la remoción biológica de diclofenac en función del tiempo de incubación, con valores significativamente mayores a las 120 h respecto de los tiempos iniciales. El sistema bacteriano encapsulado alcanzó una eficiencia máxima de remoción del 80% luego de 120 h de incubación. Estos resultados evidencian que la microencapsulación de Pseudomonas sp. P26 en matrices de grenetina-agarosa generadas por microfluídica constituye una estrategia efectiva para favorecer la remoción de diclofenac en sistemas acuosos. La estrategia propuesta presenta un alto potencial para el desarrollo de procesos biotecnológicos aplicados al tratamiento de aguas contaminadas con compuestos farmacéuticos emergentes.