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Las nanopartículas son especialmente influyentes en la nanotecnología debido a sus propiedades multifuncionales y su facilidad de fabricación mediante métodos económicos y respetuosos con el medio ambiente.
Estudio: Bioingeniería de (nano)partículas de CuO porosas: papel de la aminación superficial en la actividad biológica, antibacteriana y fotocatalítica. Crédito: nnattalli/Shutterstock.com
Un artículo publicado en la revista Scientific Reports presentó un enfoque ecológico para la síntesis de nanopartículas de óxido de cobre aminado (CuO) a partir del extracto de hoja de Rosmarinus officinalis. Las nanopartículas así preparadas mostraron actividades biológicas y fotocatalíticas prometedoras.
Las nanopartículas de CuO biosintetizadas se probaron para determinar su actividad biológica contra Gram-positivas (Bacillus cereus) y Gram-negativas (Pseudomonas aeruginosa) bacterias y analizadas por (bromuro de 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolio) tetrazolio (MTT) utilizando líneas celulares HEK-293. Los resultados mostraron una menor citotoxicidad y una mayor actividad antibacteriana de las nanopartículas de CuO con un valor de potencial zeta mejorado.
La actividad fotocatalítica de las nanopartículas de CuO mostró que el proceso de degradación del tinte alcanzó una eficiencia del 97 % en 80 minutos bajo la luz, mientras que la degradación del tinte en la oscuridad fue solo del 7 % en 80 minutos. Por lo tanto, las nanopartículas biosintetizadas a partir del extracto de hoja de Rosmarinus officinalis mostraron una estabilidad significativa en medios de reacción verdes y una excelente actividad biológica.
Nanopartículas de CuO y sus aplicaciones
Las nanopartículas de CuO se utilizan ampliamente en los campos de la catálisis, los superconductores y la cerámica. Estas nanopartículas se utilizan como catalizador y soporte de catalizador, así como materiales activos de electrodos y muestran una actividad superior en comparación con el material a granel. En comparación con el material a granel de óxido de cobre ordinario, las nanopartículas de CuO tienen propiedades físicas y químicas especiales, incluido el efecto de superficie, la superioridad del efecto de tamaño cuántico, el efecto de volumen y más.
Los nanomedicamentos derivados de plantas son alternativas verdes a los derivados de la síntesis tradicional. El uso de plantas como recursos naturales y renovables es un enfoque ideal para la producción de nanopartículas de CuO, aportando valor y allanando el camino para aplicaciones biomédicas. Este enfoque ecológico de las nanopartículas reduce significativamente la toxicidad de los reactivos.
Por lo tanto, el proceso biológico es un enfoque respetuoso con el medio ambiente para obtener una síntesis económica de nanopartículas, que se utilizan ampliamente en aplicaciones que incluyen terapia génica, nanobiotecnología, administración de fármacos, farmacología, medicina e ingeniería biomédica.
Recientemente, se han reportado nanopartículas de CuO debido a su reactividad química y biológica, alta área de superficie, biocompatibilidad y tamaño pequeño por su actividad antibacteriana con alta toxicidad contra una variedad de patógenos bacterianos en humanos o plantas. Las nanopartículas de CuO aminadas pueden encontrarse fácilmente con las células bacterianas con la ayuda de grupos carboxilo en la membrana celular, lo que facilita la entrada de nanopartículas en la célula bacteriana.
Una vez dentro de la célula bacteriana, las nanopartículas de CuO generan especies reactivas de oxígeno (ROS) que rompen la membrana e interrumpen la división celular, la replicación del ADN y el metabolismo. Además, los ribosomas y las mitocondrias se degradan por la citotoxicidad mediada por nanopartículas de CuO.
Actividades biológicas, antibacterianas y fotocatalíticas de nanopartículas de CuO aminadas
Anteriormente, los extractos de hojas de gloriosa superba y Sida aguda se utilizaron para preparar las nanopartículas de CuO, que mostraron actividad antibacteriana contra bacterias grampositivas y gramnegativas.
En el presente estudio, se sintetizaron nanopartículas de CuO utilizando el extracto de hoja de Rosmarinus officinalis y se caracterizaron en términos de sus propiedades estructurales y biológicas. Además de su citotoxicidad y actividad antibacteriana, la actividad fotocatalítica de las nanopartículas de CuO aminadas se evaluó mediante estudios de degradación con azul de metileno (MB).
Los resultados de la prueba MTT mostraron que las nanopartículas de CuO aminadas exhibieron una mayor viabilidad celular y una menor citotoxicidad. Estas nanopartículas fueron contra Gram-positivas (Bacillus cereus) y Gram-negativas (Pseudomonas aeruginosa) bacterias. Además, la degradación del colorante de MB en presencia de nanopartículas de CuO aminadas sintetizadas se produjo después de 80 minutos con un 97 % de fotodegradación.
Conclusión
En conclusión, el presente estudio tuvo como objetivo biosintetizar las nanopartículas de CuO aminadas del extracto de hoja de Rosmarinus officinalis y evaluar su potencial actividad fotocatalítica y biológica. Las nanopartículas de CuO aminadas así preparadas mostraron actividad fotocatalítica sobre el colorante MB, degradando alrededor del 97 % del colorante bajo luz en 80 minutos, mientras que solo el 7 % del colorante MB se degradó en 80 minutos en la oscuridad.
Además, las nanopartículas de CuO aminadas biosintetizadas mostraron actividad antibacteriana contra Pseudomonas como gram negativo y bacilo como una bacteria grampositiva. Aquí, las nanopartículas de CuO aminadas mostraron un 50 % más de actividad antibacteriana en comparación con las nanopartículas de CuO puras.
La aminación de las nanopartículas de CuO aumentó el potencial zeta de las nanopartículas preparadas. El ensayo MTT de nanopartículas de CuO aminadas biosintetizadas contra líneas celulares HEK-293 reveló que la modificación propuesta tiene una citotoxicidad baja.
La estabilidad de las nanopartículas preparadas en medios verdes y basada en excelentes resultados en estudios in vitro junto con los notables resultados de la actividad biológica revelaron las atractivas propiedades de las nanopartículas de CuO aminadas biosintetizadas. Rosmarinus officinalis extracto de hoja
Relación
Bagherzadeh, M. et al. (2022) Bioingeniería de (nano)partículas porosas de CuO: papel de la aminación superficial en la actividad biológica, antibacteriana y fotocatalítica. Informes científicos. https://www.nature.com/articles/s41598-022-19553-2
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