La investigació té com a problema l'estudi de les dificultats d'aprenentatge que tenen els estudiants de nivells preuniversitari i universitari en la Termoquímica i en quina mesura es poden atribuir, entre d'altres raons, a les deficiències de un ensenyament que no té en compte els resultats de la recerca en didàctica de les ciències. En cas de resultar positiva aquesta relació s'avançà una segona hipòtesi segons la qual si es superen les deficiències docents diagnosticades -axiològiques, epistemològiques i metodològiques- es pot millorar la comprensió termoquímica d'estudiants universitaris mitjançant una seqüència didàctica basada en el model d'aprenentatge com investigació orientada. Aquestes dues hipòtesis s'han fonamentat teòricament i posat en qüestió mitjançant dissenys experimentals convergents i variats que han emprat metodologies qualitatives (entrevistes a 12 estudiants) i quantitatives (qüestionaris a 207 estudiants de 2ón de Batxillerat, 3r i 5é de Química i a 124 professors de Física i Química així com una xarxa d'anàlisi aplicada a 30 textos de Química de 2ón de Batxillerat i de Química General universitària). En la segona hipòtesi, s'ha elaborat una seqüència d'ensenyament de Termoquímica per a Batxillerat sobre la qual han reflexionat, com a futurs professors, 35 estudiants de les llicenciatures de Física i Química durant 12 classes en l'assignatura de Didàctica de les Ciències Físico-Químiques del cursos 2004-2005 i 2005-2006. Els dos dissenys pretest-postest i postest-postest (amb grups de control) que s'han utilitzat han donat molt bons resultats. D'una banda, s'ha superat el 60% dels 80 errors que tenien en el pretest els estudiants universitaris del grup experimental al resoldre un qüestionari de 5 ítems on s'havia d'aplicar la primera llei de la Termodinàmica i el concepte d'entalpia. D'altra banda, s'ha aconseguit una millora notable en els coneixements termoquímics tant en el postest d'aquestos estudiants com en la comparació dels seus resultats i els dels grups de control utilitzats (mostres d'estudiants de 3r i 5é cursos de la carrera de Química) amb una probabilitat igual o superior al 99% de que les diferències significatives trobades siguen degudes a la seqüència didàctica debatuda pel grup experimental. / Research is to study the problem of learning difficulties have preuniversity students and university levels in the Thermochemistry and how much can be attributed, among other things, the shortcomings of an education that is not into account the results of research in science teaching. If this relationship was positive forward a second hypothesis that if we overcome the shortcomings teachers-diagnosed axiological, epistemological and methodological-can improve the understanding Thermochemistry of university students through a teaching sequence based on the model of as research-oriented learning. These two hypotheses are theoretically based and called into question by converging experimental designs and different that have used qualitative methods (interviews with 12 students) and quantitative (questionnaires to 207 students of 2nd Baccalaureate, 3rd and 5th of Chemistry and 124 teachers Physics and Chemistry as well as a network analysis applied to 30 texts of Chemistry 2nd Baccalaureate General Chemistry and university). The second hypothesis has been elaborated a sequence of teaching Thermochemistry for Baccalaureate on which they thought, as future teachers, 35 undergraduate students of Physics and Chemistry for 12 classes in the course of teaching the Chemical-Physical Science courses from 2004-2005 and 2005-2006. The two designs pre-and post-post-post (with control groups) that have been used have given good results. On the one hand, it has exceeded 60% of the 80 errors that were in the pre-college students in the experimental group to resolve a 5-item questionnaire was applied on the first law of thermodynamics and the concept of 'enthalpy. On the other hand, has achieved a significant improvement in knowledge Thermochemistry in the post for these students in the comparison of their results and the control groups used (samples of students in 3rd and 5th years of career Chemistry) with a probability equal to or greater than 99% of the differences found to be due to the teaching sequence discussed by experimental group.

La ataxia de Friedreich es una enfermedad humana neurodegenerativa y de herenciaautonómica recesiva. Es la ataxia hereditaria más común en la población caucásica. Laenfermedad está causada por la deficiencia de la proteína frataxina. Las claves sobre lafunción de la frataxina provienen de los diferentes estudios llevados a cabo en variosorganismos modelo. Se han aislado los genes ortólogos en un número elevado deorganismos desde bacterias al ratón y también en plantas. En nuestro laboratorio se haaislado el gen de Drosophila que codifica para la proteína frataxina, el gen fh.Drosophila ha resultado ser un excelente modelo para el estudio de enfermedadeshumanas dado que son muchos los procesos biológicos conservados entre la mosca y elhombre, como por ejemplo, la formación y degeneración del sistema nervioso, lageneración y función del corazón, el metabolismo mitocondrial, etc.En este trabajo seha abordado el estudio de la función del gen fh en D. melanogaster empleando tres delas múltiples estrategias existentes en este organismo orientadas a la obtención defenotipos mutantes: la movilización de elementos transponibles P, el sistema ARNi y lasobreexpresión. Con los experimentos de mutagénesis insercional no se obtuvieron losresultados esperados debido a que el gen fh es un gen pequeño localizado en una regiónrica en genes y flanqueado por dos e incluso tres puntos calientes de inserción. Seabordó entonces una segunda aproximación consistente en el uso del sistema UASGAL4para el desarrollo de experimentos de sobreexpresión e interferencia. Lainterferencia o la sobreexpresión del gen fh en los tejidos de Drosophila equivalentes aaquellos afectados en los pacientes (sistema nervioso periférico, músculo y corazón) yen el desarrollo embrionario de Drosophila, inducen la aparición de letalidad, de algunaalteración fenotípica o de alguna modificación del comportamiento. Los defectosencontrados se concentran por una parte en el SNP, tanto en las neuronas y axones delcomportamiento sensorial, como en los axones motores embrionarios. En esta caso lasneuronas motoras no parecen afectadas, aunque la sobreexpresión y la intereferencia enestas estructuras si que han inducido defectos en el adulto. Por otra parte, se hanobservado alteraciones importantes en varios de los derivados del mesodermoembrionario, como son el músculo somático y las células cardiacas y pericardiacas.Todos estos defectos conducen a la aparición de 100% de letalidad antes de la emersióndel adulto o a una disminución de la capacidad de supervivencia y escalada en los casosen los que se obtiene descendencia. La interferencia y la sobreexpresión en el músculosólo han resultado efectivas si la alteración se produce en los primeros momentos deldesarrollo de las estructuras afectadas. Por su parte, en el SNP sólo se han producidodaños cuando se han afectado conjuntos de precursores sensoriales o de neuronassensoriales recién diferenciadas, que participan en la formación de los órganossensoriales en el embrión y en el adulto. Pero al parecer, la función de fh no es igual deimportante en todos los órganos sensoriales, ya que la modificación de su expresión enlos órganos cordotonales no parece producir ningún efecto significativo, aunque esposible que sea debido a que las funciones que desarrollan también son realizadas porlas neuronas multidendríticas.Todos los resultados descritos permiten establecer un modelo, en D. melanogaster, parael estudio de la ataxia de Friedreich. / Friedreich ataxia is a severe autosomal recessive disease characterized byneurodegeneration, cardiomyopathy, and diabetes, resulting from reduced synthesis ofthe mitochondrial protein frataxin. It is the most common ataxia among the caucasianpopulation. The research developed in in patient cells and model organisms such asyeast, worm, fruitfly and mouse have suggested several hypotheses on the frataxinfunction, but the full physiology of frataxin in mitochondria has not been wellestablished yet. In our laboratory, the Drosophila frataxin gene (fh) was isolated. Veryrecently Drosophila has become an excellen model to study human diseases given thathumans and flies have in common the most important biological processes, for exampledevelopment and degeneration of nervous system, heart development, mitochondrialmetabolic pathways, etc... In this work, we have carried out the study of the Drosophilafrataxin function using three strategies: insertional P element mutagenesis, RNAisystem and overexpression. The insertional mutagenesis was unsuccessful because fh isa small gene that lies in a crowed genomic region and is surrounded by two and eventhree insertional hotspots. Then we began to use a second approach based on thegeneration of transgenic flies overexpressing and reducing the Drosophila frataxinhomolog gene by means of the UAS-GAL4 system. Full lethality, phenotypic alterationsor misbehaviours (climbing deficits and shortened life span) were achieved when thisgene was overexpressed or knocked down in a general or mesodermal patterns and inthe PNS (the most affected tissues in the patients) due to the appearance ofdevelopmental defects in muscle, heart and nervous system. Our results showed thatboth an excess or a reduction of frataxin expression disturb development of muscularand nervous systems in Drosophila. As in humans, the damages are mainly focused onthe Drosophila peripheral nervous elements (sensory and motor axons and neurons).Moreover, important defects have also been observed in mesodermic derivates such assomatic muscles, cardial and pericardial cells. However, the defects have only beenprovoked when the misexpression was carried out in the earlier stages of muscle andnervous system development.All these data together suggest that D. melanogaster could be an appropiate modelorganism to study Friedreich ataxia.

El objetivo de la presente Tesis es el desarrollo de metodologías analíticas para la determinación de plaguicidas, empleando alternativas a los métodos clásicos, como extracciones con fluidos presurizados y asistida por microondas, para su posterior medida a través de cromatografía de gases con detección de espectrometría de masas. Adicionalmente se ha evaluado la aplicabilidad de dispositivos de membrana semipermeable (SPMDs) como muestreadores pasivos de pesticidas, tanto de aire como de agua.Los compuestos estudiados han sido plaguicidas de diversas familias, incluyendo organoclorados, organofosforados, piretroides, carbamatos y otras, para los que se han desarrollado metodologías basadas en espectrometría de masas en tándem para su determinación, lo que proporciona una elevada selectividad y sensibilidad.Se han desarrollado métodos de extracción para distintas muestras, como: suelos, alimentos (aceites y vegetales) y SPMDs. Las metodologías clásicas de extracción como Soxhlet, ultrasonidos o diálisis para el caso de los SPMDs, emplean grandes cantidades de disolventes, generando un volumen muy elevado de residuos, asimismo requieren tiempos de extracción muy elevados. Las alternativas basadas en extracción asistida por microondas (MAE) y por fluidos presurizados (PFE), proporcionan los mismos resultados, en menos tiempo y empleando menor cantidad de disolventes, siendo ambas metodologías medioambientalmente sostenibles. En los estudios realizados con SPMDs, las ventajas del empleo de MAE en vez de diálisis son aún más importantes, debido a la considerable reducción del tiempo de extracción (de 48 a 1 h) y del consumo de disolvente (de 400 a 60 mL).El procedimiento basado en PFE se empleó en la extracción de pesticidas organoclorados de lechugas. Empleando esta metodología como herramienta de análisis, se realizó un estudio de absorción de pesticidas por plantas de lechuga, empleando como medio de cultivo, suelos fortificados con Endosulfan a dos niveles de concentración 10 y 50 µg/g. La absorción de a-Endosulfan, ß-Endosulfan y Endosulfan sulfato por las plantas de lechuga en estos suelos fue muy baja, encontrando niveles máximos de 2.5 µg/g en raíces y 0.8 µg/g en hojas en el suelo más contaminado.Se ha desarrollado una metodología de limpieza de extractos para la determinación de residuos de insecticidas piretroides en muestras grasas, empleando una partición acetonitrilo:hexano seguido de una extracción en fase sólida con alúmina y C18 .Los extractos obtenidos, con residuos sólido próximos a 2 mg, permite una inyección directa en el cromatógrafo de gases sin contaminar el sistema. Además este procedimiento se puede emplear para la limpieza de extractos de pesticidas de las distintas familias estudiadas.Se realizaron ensayos de absorción de plaguicidas empleando SPMDs para el muestreo pasivo de aire y agua. Para el despliegue de estos dispositivos, solo se requiere un pequeño soporte técnico, por lo que se reducen considerablemente los costes de las campañas de monitoreo. Asimismo se confirmó la eficiencia de estos muestreadores para el control de insecticidas piretroides en el aire del interior de viviendas. Del mismo modo se realizó un estudio de absorción de diversas familias de pesticidas en aguas, empleando SPMDs, obteniéndose una elevada absorción para compuestos piretroides, y de la mayoría de plaguicidas organoclorados y orqanofosforados. Finalmente se observó que la absorción de plaguicidas por SPMDs no depende de la composición del agua (salinidad, pH o presencia de materia orgánica), aunque aumentaba levemente con la temperatura. Por lo que concluimos que se pueden emplear los SPMD como muestreadores de pesticidas de aguas. / The aim of this PhD Thesis is the development of analytical methodologies for the pesticide determination in several samples, employing alternatives to the classical methods, such as pressurized fluid (PFE) or microwave-assisted (MAE) extractions, with gas chromatographic determinations coupled to mass-spectrometry detection. This main objective can be divided into the following goals:· Development of pesticide determination methods based on tandem mass spectrometry, employing a gas chromatograph with an ion trap mass spectrometry detector. The studied pesticides are included in the main families such as organochlorinated, organophosphorus, carbamates and pyrethroid. · Establishment of the best extraction conditions for pesticides from several samples, by using MAE and PFE. The samples under study will be soils, vegetables and semipermeable membrane devices (SPMDs). The variables to be modified will be extraction solvent, temperature, extraction time and number of extraction cycles.· High amount of matrix compounds are also co-extracted by using these high temperature and pressure treatments, so an additional clean-up methodology is required in order to avoid these compounds, assuring a clean chromatograph without interferences. In first attempt conventional clean-up methodologies, such as solvent partitioning, solid-phase extraction or gel permeation chromatography will be employed, being adjusted for each specific kind of treated sample.· In order to assure the efficiency of pesticide extractions using the MAE or PFE methodologies, the obtained results will be compared with a series of established reference procedures such as Soxhlet or sonication extractions. Dialysis will be employed as a reference procedure in the pesticide extraction from SPMDs.· Other analytical parameters such as: sensitivity, calibration curve, limits of detection and accuracy, will be established for the developed procedure. Recoveries of studied compounds, in spiked samples and/or certified reference materials, will be calculated in all cases. · Finally, several studies have been performed to study the pesticide absorption phenomenon of SPMD deployed in air and water environments. Variability in the absorption of pesticides from water will be evaluated modifying temperature, pH, salinity, organic matter presence and deployment time.

El análisis de los materiales constituyentes de obras de arte y objetos arqueológicos esde gran importancia para los estudios arqueométricos, así como los conservativos yrestaurativos dirigidos al conocimiento y acondicionamiento del patrimonio histórico ycultural. Dicho análisis, generalmente, se ve condicionado por la necesidad de utilizarmétodos de análisis no destructivos, así como micro- o submicromuestras, en el caso deque se requiera tomarlas del objeto estudiado.No obstante, en este contexto, uno de los problemas analíticos más frecuentes esla identificación de los pigmentos pictóricos presentes en lienzos, pinturas murales,policromías, tejidos, etc. Aunque para este propósito se dispone de métodos analíticosbien establecidos, los análisis sobre muestras reales se ven dificultados por la elevadadilución del pigmento en el conjunto de la muestra, la coexistencia de diferentespigmentos y la presencia de aglutinantes, capas de preparación y películas protectoras.Todo ello hace deseable la búsqueda de métodos alternativos a los empleadostradicionalmente (microscopía electrónica, espectrometría infrarroja, etc.) quecompleten el abanico de técnicas disponibles al servicio de la Arqueometría y laConservación y Restauración.En este marco se ha venido desarrollando en el Departamento de QuímicaAnalítica de la Universidad de Valencia, en colaboración con el Departamento deConservación y Restauración de Bienes Culturales de la Universidad Politécnica deValencia, una línea de investigación dirigida a la aplicación de técnicasvoltamperométricas al análisis de materiales y objetos arqueológicos y artísticos. Es unalínea de trabajo basada en las aportaciones de una rama de la Electroquímica del EstadoSólido, que se denomina Voltamperometría de Micropartículas, dirigida a lacaracterización de micromuestras sólidas mediante el registro de su respuestavoltamperométrica. Esta metodología se inspira directamente en los trabajos de Scholz,Grygar y colaboradores en los 90, basados a su vez en los trabajos clásicos de Lamache,Bauer y Brainina, entre otros, en los 70 y 80. La estrategia adoptada consiste en utilizarla muestra a estudiar como modificador electródico, depositando unos pocosmicrogramos de ella sobre la superficie de un electrodo inerte, habitualmente de grafito,y registrando posteriormente la respuesta electroquímica en contacto con un medioelectrolítico adecuado.En la presente Tesis se ponen a punto métodos voltamperométricos para laidentificación de pigmentos orgánicos e inorgánicos, así como de los procesos dealteración que algunos de ellos pueden sufrir, y su posterior aplicación al análisis demuestras reales procedentes de objetos artísticos y arqueológicos. Para ello secaracterizan mecanismos de reacción y parámetros electroquímicos como el potencialde pico y el coeficiente de electrotransferencia. También se desarrollan métodos para laespeciación y la identificación de componentes pigmentantes y productos de alteraciónen materiales cerámicos y vítreos. Los resultados obtenidos en cada caso se validanmediante el empleo de técnicas no electroquímicas y también, se estudia la aplicaciónde estrategias que faciliten la identificación de forma inequívoca, como son las técnicassustractivas, deconvolutivas, la preparación de muestras sintéticas multicomponentes yel tratamiento de datos mediante representaciones como las de Tafel, entre otras.Los resultados obtenidos en las diferentes etapas de la investigación llevada acabo, han dado lugar a la publicación de diversos trabajos en importantes revistascientíficas dentro del campo de la Química Analítica, los cuales son la base de lapresente Tesis. / Chemical analysis of materials from art and archeological objects is undoubtedly oneof the most important aspects of archaeometry, conservation and restoration ofhistorical and cultural heritage. In particular, pigment analysis plays an essential rolein the conservation of works of art in which the identification of pigments and thestudy of their alterations in samples from canvas paintings, wall paintings,polychromed sculptures, textile pieces, etc. are frequently required. This analysisoften implies to use non-destructive methods and is conditioned by the fact that theamount of sample is usually restricted to the microgram level or less. Although thereare several well-established analytical methods, they are not suitable for real sampleanalysis because of the excessive dilution of the pigment in the sample, thecoexistence of different pigments, and the presence of binding media and protectivefilms. For these reasons, from the studies of the groups of Lamache, Brainina andScholz, the application of electrochemical techniques to obtain information on thecomposition and structure of solid compounds can be considered a practicalproposition in the field of analytical chemistry.In this context, the purpose of this Thesis is to obtain voltammetric methodswhich extend the scope of the traditional available ones for the anlysis of pigmentsand alteration products in pictorial samples, glazes an ceramic materials,archaeological glass, etc.The general methodology used is based on the voltammetry of microparticles,which consists of microsample characterization by recording voltammetric responseof the solid immobilized in the surface of an inert elctrode dipped into an appropiateelectrolyte solution. The reaction mechanism and electrochemical parameters such asthe peak potential an charge transfer coeffitients, are characterized, as well asdeconvolution techniques or synthetic multicomponent samples have been used withthe purpose of getting a more unequivocal identification. The results have beenvalidated with other non electrochemical techniques.The extensive work developed during this investigation project is recorded indifferent papers published in some of the most important scientific journals in thefield of analytical chemistry.

El actual deterioro de la capa de ozono ha provocado un incremento de la radiaciónUV solar que llega a la Tierra, que hace necesaria una mayor protección con el fin deevitar efectos perjudiciales para la salud. El uso de productos cosméticos para laprotección solar que incorporan filtros UV en su formulación podría contribuir aprevenir estos efectos dañinos.El control analítico de estos productos es necesario, ya que debe garantizarse sueficacia y seguridad. Sin embargo no existen métodos oficiales para su análisis, por loque el desarrollo de métodos analíticos rápidos y exactos para el control del productocosmético acabado es de gran interés, y constituye el objeto de esta Tesis Doctoral.Se ha puesto especial atención en el desarrollo de métodos en los que se utilicenreactivos inocuos o de baja toxicidad, reduciendo igualmente la cantidad de reactivosutilizada y minimizando la generación de residuos, con el fin de proponer métodos deanálisis limpios, y así cumplir con la actual tendencia de la química analíticadenominada "Química Analítica Verde" ("Green Analytical Chemistry", en inglés).Se han propuesto métodos automatizados basados en el uso de la espectroscopía deabsorción UV/VIS, fluorimetría y quimioluminimetría. La automatización de losprocedimientos permite aumentar la rapidez del análisis. Las características analíticasde estos métodos son adecuadas para el control analítico de los filtros UV en losproductos cosméticos acabados.También se han desarrollado métodos de cromatografía líquida con detección UV/VISque permiten realizar en pocos minutos la determinación simultánea de los filtros UVmás utilizados a nivel internacional. Las características analíticas de estos métodosson adecuadas para el control analítico de los productos cosméticos acabados.Además, en el último capítulo de esta Tesis Doctoral, se ha puesto a punto un métodoanalítico para la determinación en orina de usuarios de productos cosméticos para laprotección solar de uno de los filtros UV más utilizados, con el fin de estudiar losmecanismos de excreción y acumulación en el organismo y facilitar información sobresu posible efecto toxicológico. / Damage to the ozone layer has led to an increment in the solar UV radiation reachingearth, which in turn makes strong protection necessary in order to prevent harmfuleffects on human health. The use of sunscreen cosmetics could help to prevent orminimize these harmful effects.The analytical control of these products is necessary, since their efficacy and safetymust be guaranteed. However, there are no official analytical methods to be used, andthus the development of rapid and accurate analytical methods in order to controlsunscreen cosmetics is, without any doubt, of high interest, and this topic is the aim ofthis Doctoral Thesis. Special attention has been paid in the development of methodsthat use harmless reagents or with low toxicity, and moreover, by reducing the amountof employed reagents and thus minimizing the volume of waste of products generated,by proposing friendly (or "green") analytical methods for both the environment andoperator in order to fulfil with the current tendency of the analytical chemistry known as"Green Analytical Chemistry".In this sense, different automated methods based on the use of UV/VIS absorptionspectroscopy, fluorimetry and chemiluminiscence have been proposed. Theautomation of the procedures allows increasing the sample throughput. The analyticalfeatures of these methods are very suitable for the analytical control of the UV filters inthe sunscreen cosmetic products.On the other hand, different methods based on the use of liquid chromatography withUV/VIS detection have been also proposed, which allow the simultaneousdetermination of the worldwide most used UV filters in few minutes. The analyticalfeatures of these methods are also very suitable for monitoring the UV filters in thecosmetic products.Finally, the last chapter of this Doctoral Thesis is focused on the development of ananalytical method able to determine one of the most used UV filter in urine samplescoming from users of sunscreen cosmetic products, in order to study the excretion andbioaccumulation mechanisms in the human body, and thus providing information on itspossible toxicological side-effects.

El estudio de los objetos pertenecientes al patrimonio artísticopresenta un gran interés cultural e histórico, ya que proporciona informaciónsobre la evolución de las sociedades. No obstante, estos objetos sufrendegradaciones a lo largo del tiempo debido a las agresiones de agentesexternos y también a condiciones de conservación inadecuadas. La propuestade tratamientos de restauración y conservación exige disponer de unainformación lo más completa posible acerca de los materiales que fueronutilizados en su elaboración.Las obras de arte están habitualmente recubiertas por una capa debarniz, constituido por materiales químicamente estable s, con el objetivo deproteger a las capas internas del deterioro. Sin embargo, esta propia capaprotectora puede experimentar una degradación progresiva, la cual sepropaga a la propia obra de arte. Por otra parte, la capa pictórica contiene lospigmentos mezclados con aglutinantes, que cubren y cohesionan dichospigmentos, ejerciendo influencia en la cromaticidad de la obra de arte, ycaracteriza la técnica artística elegida por el autor.Los compuestos orgánicos más utilizados en la capa pictórica y elbarniz están constituidos químicamente por aceites secantes (pinturas alóleo), aglutinantes proteicos (técnicas artísticas de témpera y temple), cerasnaturales (pinturas en encáustica), resinas naturales (compuestos filmógenos)y resinas sintéticas (amplio uso debido a su versatilidad).La Tesis Doctoral presenta una serie de métodos analíticos para lacaracterización de materiales orgánicos utilizados en obras de arte, basadosen cromatografía y espectrometría de masas. Para cada caso se aplica latécnica analítica más adecuada, optimizando el tratamiento de muestra y lascondiciones instrumentales para incrementar los parámetros analíticos delmétodo. Posteriormente, para la diferenciación de los patrones y sucaracterización en las muestras artísticas, los datos obtenidos se tratanestadísticamente utilizando herramientas quimiométricas.Las metodologías desarrolladas son las siguientes:- Identificación de proteínas por cromatografía de líquidos-fluorescencia,previa derivatización para aumentar la fluorescencia de los analitos.- Caracterización de ceras mediante cromatografía de gases, trasderivatización para incrementar la volatilidad de los analitos.- Identificación de aceites secantes mediante cromatografía de líquidos-UVVisibley cromatografía de líquidos - fluorescencia , previa derivatizaciónpara incrementar la sensibilidad.- Caracterización de proteínas y aceites secantes mediante espectrometría demasas por infusión directa, sin necesidad de separación ni derivatizaciónprevia.RESUMEN- Identificación de materiales presentes en barnices de violines y laúdesitalianos del Renacimiento, mediante cromatografía de gases -espectrometría de masas, previa transmetilación para volatilizar loscompuestos con grupos carboxilato.- Caracterización de polímeros sintéticos y aditivos en obras pictóricasmodernas mediante pirólisis - cromatografía de gases - espectrometría demasas.La capacidad de predicción de las metodologías propuestas se evaluócon éxito mediante el estudio de muestras procedentes de obras artísticas degran relevancia, como son:i) obras pictóricas de los siglos XVI a XVIII pertenecientes al PatrimonioCultural Valenciano, donde se identificó proteína de huevo.ii) una oleorresina sobre tabla realizada en el 2003, del Patrimonio CulturalMejicano, donde se detectó cera de abeja.iii) diversas pinturas al óleo de los siglos XV a XX, mayor itariamentepertenecientes a la Basílica de la Virgen de los Desamparados y de laCatedral de Valencia, donde se caracterizó mayoritariamente aceite delinaza.iv) barnices de instrumentos musicales de cuerda fabricados por los luthiersmás renombrados de la época renacentista (siglos XVI-XVIII): un laúd deLaux Maler, una tiorba de Wendelio Venere y un violín de AntonioStradivari. En los tres casos se caracterizó aceite de linaza y resina de tipoPinaceae.v) Una obra pictórica moderna realizada por Georg Baselitz, consideradocomo uno de los pintores modernos más importantes de Alemania. Elanálisis reveló la presencia de una resina cetónica. / The study of objects from the Cultural Heritage has huge cultural andhistoric interest to understand the evolution of the societies. Nevertheless,these objects can endure degradation through the time. In order to proposeuseful conservation and restoration treatments, the maximum informationabout their original materials is needed.Artworks are usually covered by a varnish coat, made of chemicallyinert materials, in order to protect the inner layer from the degradation.However, this layer can also undergo a progressive deterioration, whichcould move to the own artwork. On the other hand, the pictorial layercontains the pigments mixed with binders which agglutinate and cover thesepigments, so that it influences the chromatic properties of the artwork, andcharacterizes the artistic technique chosen by the author.The Doctoral Thesis shows the development of several analyticalmethods in order to characterize organic materials used in artworks, asfollows:a) proteins by liquid chromatography - fluorescence.b) natural waxes by means gas chromatography.c) drying oils by liquid chromatography - UV-Visible and liquidchromatography - fluorescence.d) Proteins and drying oils by means of direct infusion mass spectrometry.e) materials in historical italian violin varnishes, by gas chromatography -mass spectrometry.f) synthetic polymers in modern artworks by pyrolysis - gas chromatography- mass spectrometry.The proposed methodologies were successfully tested by the study ofsamples from relevant artwork, as:i) pictorial artworks (16th -18th Centuries), from the Valencian CulturalHeritage, where egg protein was identifiedii) an oleoresin on panel (2003), from the Mexican Cultural Heritage, wherebeeswax was identifiediv) varnishes of string musical instruments by the most famous luthiers ofthe Baroque period (16th - 18th Centuries): a luth by Laux Maler, a theorboby Wendelio Venere and a violin by Antonio Stradivari. In the three cases,linseed oil and a Pinaceae-type resin were characterizedv) a modern pictorial artwork by Georg Baselitz, the most important currentpainter in Germany. The analysis showed the presence of ketonic resin.

Esta Tesis Doctoral forma parte de una línea de investigación dedicada al control analítico y a la estimación de la eficacia y seguridad de los productos cosméticos, en particular de los protectores solares y de otros productos cosméticos relacionados con el proceso de bronceado y blanqueamiento de la piel.Se han abordado dos temas:En la Parte 1, se detallan los métodos analíticos desarrollados para la estimación de los niveles de absorción percutánea y excreción urinaria de filtros UV en productos cosméticos para la protección solar.En la Parte 2, se detallan los métodos analíticos desarrollados para la determinación de principios activos despigmentantes en productos cosméticos para el blanqueamiento de la piel.En la Primera Parte de la presente Tesis Doctoral se han desarrollado métodos analíticos selectivos y sensibles, que permiten la estimación in vitro de los niveles de absorción percutánea de algunos filtros UV utilizados en formulaciones cosméticas para la protección solar.Igualmente, mediante la colaboración de voluntarios, se han desarrollado métodos que permiten determinar los niveles excretados, por vía urinaria, de algunos filtros UV tras la aplicación tópica de formulaciones cosméticas conteniendo dichos filtros.Mediante el desarrollo y empleo de estos métodos será posible avanzar en el estudio de la cinética de absorción/excreción de los filtros solares. Este estudio es de interés desde el punto de vista de la seguridad del usuario y permitirá que en el futuro se diseñen formulaciones para la protección solar basadas en filtros UV con bajo nivel de absorción y rápida eliminación del organismo humano.En la Segunda Parte de la presente Tesis Doctoral se han desarrollado métodos analíticos que permiten la determinación de diversos ingredientes empleados en las modernas formulaciones cosméticas para el blanqueamiento de la piel.Mediante estos métodos se puede realizar el control de calidad de la producción. Este control es necesario para asegurar que el producto cosmético presenta la concentración de activos despigmentantes necesaria para conseguir la eficacia esperada, pero no sobrepasando estos niveles de concentración para no comprometer la seguridad de los usuarios, ya que una concentración excesiva puede favorecer la aparición de efectos secundarios no deseados (alergias, irritación.).Además, se han desarrollado métodos analíticos que permiten el control de sustancias como hidroquinona y resorcinol en dichos productos cosméticos, estando ambas sustancias prohibidas actualmente por la legislación, ya que no se consideran seguras para los usuarios. De esta manera se puede controlar la aparición de fraudes por el uso indebido de dichas sustancias, pudiendo proceder a la retirada del producto por las autoridades competentes. / This Doctoral Thesis consists of a line of research dedicated to analytical control and estimation of the effectiveness and safety of cosmetic products, particularly sunscreens and other cosmetics related to the process of skin tanning and whitening. This Doctoral Thesis has two issues: - Part 1 describes the analytical methods developed to estimate the levels of percutaneous absorption and urinary excretion of UV filters in cosmetic products for sun protection. - Part 2 describes the analytical methods developed to determinate active ingredients in skin whitening cosmetic products.

Esta memoria desarrolla un estudio sobre macromoléculas electrogeneradas y depositadas sobre electrodos, cuya utilidad científica y tecnológica está en continuo desarrollo, y se encuentra enmarcada una de las líneas de investigación desarrollada desde hace tiempo en el Laboratorio de Electroquímica del Departamento de Química-Física de la Universitat de València, Este trabajo se ha focalizado en el estudio de las propiedades electroactivas del poli-(Azure A) mediante técnicas combinadas espectroelectroquímicas y electrogravimétricas en medio ácido, así como en el desarrollo de modelos de análisis de los resultados obtenidos con los que se ha conseguido conocer la naturaleza de las distintas reacciones que tienen lugar durante los procesos redox de este polímero. Con estas herramientas se abre el camino para profundizar en el conocimiento, ayudar en la mejora de las prestaciones e incrementar las utilidades de estas sustancias electroactivas, así como para otro tipo de polímeros conductores. Estas técnicas han permitido plantear un modelo de reacción para el poli-(Azure A) principalmente, pero las evidencias mostradas para otro polímero similar, el poli-(Azul de Metileno), podría hacer extensible este modelo propuestos a toda la familia de poli-(fenotiacinas) con ligeras variaciones debido al amplio abanico de estructuras moleculares que poseen este tipo de sustancias. En este modelo se tiene en cuenta la formación de un enlace intermonomérico durante la electrogeneración del poli-(Azure A) similar al formado durante la síntesis electroquímica de la poli-(Anilina) y por lo tanto, electroactivo, además del tradicional centro electroactivo situado en el heterociclo del monómero precursor (Azure A). Durante la transferencia electrónica entre estos centros electroactivos y el electrodo se produce un transporte de iones entre el polímero y la solución, en este caso un medio ácido. Como resultado, después de diferentes ensayos, se establece que cada uno de estos centros electroactivos intercambia con el medio un protón (considerada una especie iónica de transporte lento) y un anión (especie iónica de transporte rápido) durante la transferencia de dos electrones entre éstos y el electrodo. / This work is focused on the electrogenerated macromolecules (poly-(phenotiazines)) deposited on electrode surface. These macromolecules have been the object of much effort of the researchers owing to the chemical and biological importance. The good long-term stability and electroactivity achieved in these modified electrodes has allowed an attractive and wide development as biosensor and, recently, in pioneering biofuel cells-based devices. The poly-(Azure A) and poly-(Methylene Blue) has been studied by means of electrogravimetric, spectroscopic and electrochemical techniques in acid media. The obtained results together with the development of the new analysis of these results have allowed to find out the electrochemical mechanism of this interesting kind of molecules. The results showed that the doping/undoping processes during the overall redox of this kind of polymers takes places by the exchange of two charge carriers, one faster and another slower. The faster ionic exchange takes place with the participation of anion species acting as counter-ions whereas the slower one seems to be related with protons which could be implied as reactants. By means spectroscopic techniques, a new electroactive moiety has been localized in the new inter-phenotiazine amino link of these polymers formed during the electrogeneration. The spectromagnetic properties of this link are analogous to those of the emeraldine form of poly-(Aniline).

El objetivo científico de este trabajo se centra principalmente en la caracterización de un tipo composite basado en la dispersión aleatoria de polvos micrométricos de grafito y níquel en el interior de una matriz termoplástica de polipropileno. Se han utilizado también técnicas microscópicas convencionales, de SEM, EDAX y STM para analizar la morfología superficial de las probetas. El composite estudiado es un material de tipo híbrido elaborado con polvos de níquel y de grafito grafito/níquel-polipropileno PPCNi. En primer lugar se estudiaron las propiedades eléctricas del PPCNi mediante el medidor LCR en forma comparativa con el composite de grafito-polipropileno (PPC). Mediante un proceso de lijado, se hizo un estudio de la recuperación porcentual del área electroactiva de este composite comparándola con la del níquel policristalino después de haber sido sometido a diferentes ciclos voltamperometricos, obteniéndose mayor porcentaje de recuperación en este material cuando ambos fueron sometidos a las mismas condiciones experimentales. Se realizó un estudio de la electrodisolución anódica del níquel policristalino y del níquel embebido en el PPCNi, mediante voltamperometría cíclica a diferentes velocidades de barrido, pH y temperaturas, en medio acuoso ácido de sulfatos; observándose comportamientos muy similares, por lo tanto se puede decir que los mecanismos de reacción son muy parecidos en ambos electrodos en estas condiciones experimentales, y ambos procesos están controlados por difusión. De acuerdo a este estudio, se puede decir que el mecanismo de reacción en la electrodisolución del níquel metálico, es el mismo tanto en el electrodo de níquel policristalino como en el electrodo de grafito/níquel-polipropileno. Las diferencias debidas a las respectivas morfologías superficiales se analizaron mediante EIS. También se realizaron electrodepósitos de níquel metálico sobre los electrodos de PPC y PPCNi y se observó que ambos se ajustan al modelo de nucleación progresiva hasta la relación de tiempos de t/tm =2.3, valores muy similares a estos han sido obtenidos por otros autores en los electrodepositos de níquel metálico sobre electrodos de níquel policristalino, por lo cual se puede decir también que el mecanismo de reacción en los electrodepositos de níquel metálico son similares en ambos materiales en estas condiciones experimentales. Por lo tanto los procesos de electrodisolución y electrodepósitos del Ni se estudian mejor en estos composites resultando que estos presentan múltiples ventajas: i) son defácil manipular y moldear ii) son tener menor densidad iii) son mucho más baratos iv) sus resultados son más reproducibles. Esto estudio ha permitido proponer un método basado en el cálculo de la dimensión fractal, para calcular la composición superficial del PPCNi de este tipo de materiales híbridos. / The scientific goal of this work focuses on the characterization of a composite kind based on the random dispersion of micrometric powders of graphite and nickel in the inside of a thermoplastic matrix of polypropylene. Have been used conventional microscopy, SEM, EDAX and STM to analyze the surface morphology of the test. First we studied the electrical properties of PPCNi by LCR meter in comparison with the composite graphite-polypropylene (PPC). It was a study of the anodic electro-dissolution of polycrystalline nickel and nickel embedded in PPCNi by cyclic voltammetry at different scan rates, pH and temperature, in aqueous acid sulphate; observed behaviour very similar. Therefore, one can say that the reaction mechanisms are very similar on both electrodes in these experimental conditions, and both processes are controlled by diffusion. According to this study, we can say, that the reaction mechanism in electro-dissolution of the metallic nickel is the same in both the polycrystalline nickel electrode in the graphite electrode/nickel-polypropylene. Differences due to the respective surface morphologies were analyzed by EIS. Were also electro-nickel metal on the electrodes from PPC and PPCNi and noted that both conform to the model of progressive nucleation until the time t/tm = 2.3, values very similar to these have been obtained by other authors in the nickel electro-deposits on polycrystalline nickel electrodes, so one can say that the reaction mechanism in the electro-nickel metal in both materials are similar in these experimental conditions. Therefore, the processes of electro-dissolution and electro-deposits of Ni are studied better in these composites, which have many advantages: i) are easy to manipulate and shape ii) Are having a lower density iii) Are much cheaper iv) Their results are more reproducible. This study has allowed to propose a method based on the calculation of the fractal dimension, to calculate the fractional content of such hybrid materials.

La Fototerapia es uno de los campos de la Medicina que ha experimentado unmayor desarrollo en las últimas décadas, ampliándose cada vez más el rango deenfermedades que pueden ser tratadas de esta forma. Quizás esta terapia representacomo ninguna otra la combinación entre la Física (radiación electromagnética) y laQuímica (el fármaco empleado o fotosensibilizador) para combatir enfermedades.El objeto de la presente Tesis Doctoral es el estudio teórico de compuestosempleados como fármacos en la denominada terapia PUVA, denominadosfurocumarinas. El estudio teórico químico-cuántico de los estados electrónicosexcitados de estas moléculas permite hallar alguna de las claves del mecanismo deacción fototerapéutica, que, según la literatura, se basa en la fotoconjugación con lasbases pirimidínicas del ADN por un lado y en la reacción con el oxígeno molecular delmedio celular produciendo oxígeno singlete tóxico por otro (terapia fotodinámica).Nuestro estudio del mecanismo tiene como principales objetivos proponermejores fotosensibilizadores y desentrañar el mecanismo fotoquímico subyacente eneste tipo de fotoquimioterapia. Inicialmente hemos centrado nuestros cálculos, mediantela metodología CASPT2//CASSCF, en el estudio de los estados excitados singletes ytripletes cuya participación en los procesos fotoquímicos radiativos y no radiativos esmás probable a fin de estudiar las principales propiedades fotofísicas de los compuestos(espectros de absorción y emisión, fuerzas de oscilador, momentos dipolares, tiemposde emisión radiativa, orígenes de banda, acoplamiento espín-órbita), en un primer pasopara racionalizar su mecanismo de actuación.Una vez analizado si se puebla eficientemente el estado excitado triplete(protagonista de la acción fotosensibilizadora) de cada molécula, estudiaremos cómointeraccionan estos fármacos con la timina del ADN y con el oxígeno molecular.Por último, se ha estudiado la formación de los dímeros de timina, una de laslesiones más frecuentes en el ADN, y cuya formación sigue un mecanismo similar a lacorrespondiente a la interacción entre las furocumarinas y la propia timina.Para ello será clave el análisis de las hipersuperficies de energía potencial de losestados implicados en un proceso dado, así como los cruces entre las mismas y lasbarreras energéticas para pasar de una región a otra de la hipersuperficie. De hecho, laFotofísica y la Fotoquímica modernas están basadas en el estudio de lashipersuperficies, las cuales pueden ser consideradas como el terreno de juego dondetienen lugar los procesos físicos y químicos. / This thesis is focused on studying the photochemical behaviour of thefurocoumarins in order to propose the best photosensitizer.Firstly the photophysics of psoralen, the parent molecule, will be studied.Afterwards how the lowest triplet excited state is populated will be analized, in bothpsoralen and thymine, since this state is the responsible for the photosensitizing action.The next step is studying the photocycloaddition between psoralen and thymine thatculminates in the formation of monoadducts and diadducts in DNA, which is the keypoint in the photosensitizing ability of these compounds. A parallel study of otherfurocoumarins (8-MOP, 5-MOP, TMP, khellin and 3-CPS) will be carried out in orderto rationalize which is the best drug from a quantum-chemical viewpoint.We will consider the other side of PUVA therapy as well: the interaction offurocoumarins with molecular oxygen through energy transfer to yield singlet oxygen,which is a strong electrophilic species that reacts with some components of the cellularmembrane causing cell death by apoptosis.Finally, the properties of thymine dimers, formed via another sort ofphotocycloaddition reaction, will be studied.The overwhelming majority of the calculations presented here will be carried outwith the CASPT2//CASSCF methodology, that is, energies at CASPT2 level andgeometries at CASSCF level. Specifically, we will compute the lowest-lying singlet andtriplet excited states, in order to rationalize the photophysical (electronic energies,oscillator strengths, dipole moments, radiative lifetimes, band origins, spin-orbitcoupling.) and photochemical properties (photocycloaddition, energy transfer) offurocoumarins.