Nanopartículas de plata biosintetizadas multifuncionales: Estudio de sus actividades antioxidante, antibacteriana y catalítica.

M. NICOLÁS GALLUCCI ; NICOLÁS S. ARCOS, MÓNICA A. NAZARENO; PABLO R. DALMASSO

Buenos Aires

Congreso; XXXII Congreso Argentino de Química.; 2019

Introducción El auge experimentado por la investigación en el campo de la síntesis green y caracterización de nanomateriales, especialmente de nanopartículas de plata biosintetizadas (bioAgNPs), en los últimos años pone de manifiesto las potenciales aplicaciones de estos materiales en sectores muy diversos tanto de la sociedad como de la industria. Así, un material biosintetizado en la escala nanométrica (1-100 nm) además de tener propiedades únicas tales como elevada superficie específica, capacidad de adsorción, estabilidad mecánica y reactividad, también presenta propiedades antioxidantes, biológicas y de biocompatiblidad mejoradas debido a la funcionalización de su superficie con biomoléculas [1,2]. Entre las metodologías biotecnológicas de síntesis green, como una opción viable para la obtención de bioAgNPs, se destacan las que hacen uso de extractos vegetales acuosos como "fábrica de nanopartículas metálicas". Dichos extractos se caracterizan por la presencia mayoritaria de fitocompuestos con propiedades reductoras y estabilizantes tales como alcaloides, polifenoles y flavonoides [3].Objetivo Investigar la actividad antioxidante, antibacteriana y catalítica de AgNPs biosintetizadas a partir de un extracto de yerba mate comercial (Ilex paraguariensis).Metodología Síntesis verde de las AgNPs: Se llevó a cabo a partir de la reducción de AgNO3 (0,5 ó 1mM) vía un extracto acuoso de yerba mate (200, 400 ó 600 mL) obtenido en condiciones de reflujo. La biosíntesis se realizó a temperatura ambiente y con agitación orbital durante 24 h. La formación de AgNPs fue monitoreada por espectroscopia UV-vis.Determinación de compuestos fenólicos totales y actividad antioxidante: Se llevó a cabo empleando el método de Folin-Ciocalteu (contenido total de compuestos fenólicos) y los métodos de decoloración de los radicales DPPH? y ABTS?+ (actividad antioxidante), comparando la actividad de las bioAgNPs en relación a los extractos con los cuales fueron sintetizadas.Determinación de la actividad antibacteriana: Se realizaron ensayos sobre cepas bacterianas de referencia (Staphylococcus aureus y Escherichia coli) empleándose la técnica de difusión en disco, para lo cual se impregnaron discos de papel de filtro con las bioAgNPs. La actividad antibacteriana se puso de manifiesto por la presencia de halos de inhibición (medidos en mm) alrededor del disco impregnado.Determinación de la actividad catalítica: Se realizó el estudio temporal por espectroscopia UV-vis de la degradación reductiva de azul de metileno vía borohidruro de sodio (NaBH4) bajo condiciones cinéticas de pseudoprimer orden, en presencia de diferentes cantidades agregadas de las bioAgNPs.ResultadosUn protocolo sencillo y económico permitió la obtención de bioAgNPs a partir de un extracto acuoso de yerba mate comercial y AgNO3, la cual fue confirmada por la banda de absorción observada ~420 nm en el espectro UV-vis debida a la resonancia del plasmón superficial.Los resultados obtenidos muestran que la concentración total de compuestos fenólicos no cambia durante el proceso biosintético. Esto es indicativo de que, si bien los fitocompuestos están involucrados en la síntesis y estabilización de las bioAgNPs, conservan su bioactividad sobre la superficie de las nanopartículas y le confieren propiedades antioxidantes, lo cual fue confirmado con los resultados obtenidos en los ensayos de DPPH? y ABTS?+. La potencial aplicación de las bioAgNPs como agentes antibacterianos fue evaluada hacia S. aureus ATCC 29212 y E. coli ATCC 25922. Los resultados obtenidos evidencian: i) el excelente efecto antibacteriano de las bioAgNPs, siendo S. aureus más susceptible que E. coli, y ii) que dicha actividad es atribuida a la acción directa de las nanopartículas, puesto que ninguno de los controles mostró efecto inhibitorio.Los ensayos de reducción de azul de metileno en presencia de NaBH4 demuestran el excelente efecto catalítico que poseen las bioAgNPs sobre la degradación en medio acuoso de este colorante empleado como modelo de contaminante industrial. Además, se evidenció que el aumento de la concentración final de las bioAgNPs (debido al aumento del volumen empleado) conlleva a un incremento en la velocidad de reducción de dicho colorante. ConclusionesEl contenido de compuestos bioactivos con propiedades antioxidantes presente en el extracto acuoso de yerba mate proporcionó un ambiente químico favorable para que los iones Ag+ se reduzcan formando nanopartículas metálicas y consecuentemente, las mismas se estabilicen. Las propiedades antioxidantes, antibacterianas y catalíticas las bioAgNPs obtenidas fueron puestas de manifiesto, las cuales pueden ser explotadas para el desarrollo de nuevas alternativas y dispositivos nanotecnológicos multifuncionales.Referencias[1] B Bhushan, D Luo, SR Schricker, W Sigmund, S Zauscher (eds). Handbook of Nanomaterials Properties. Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2014). [2] R Nagarajan. Nanoparticles: Building Blocks for Nanotechnology. Nanoparticles: Synthesis, Stabilization, Passivation, and Functionalization. Chapter 1, ACS Symposium Series, 2008.[3] H Duan, D Wang, Y Li. Chemical Society Reviews 44 (2015) 5778.