Biossíntese e caracterização de nanopartículas de prata por fusarium oxysporum

Abstract

As nanopartículas de prata sintetizadas a partir de sistemas microbianos por meio de métodos de produção verde, também conhecido como métodos ecoeficientes são uma realidade do século XXI. O método da biossíntese é considerado uma técnica ecologicamente limpa, não-tóxica e ambientalmente aceitável. Muitos microrganismos atuam diretamente na síntese intracelular ou extracelular de nanopartículas metálicas com diferentes eficiências, além de tamanhos e formas variáveis de nanopartículas. Desse modo, a síntese de nanopartículas de prata (AgNPs) por fungos é um processo alternativo e promissor devido a sua natureza ecoeficiente, segura e rentável. O objetivo deste estudo foi a biossíntese de AgNPs mediada pelo fungo Fusarium oxysporum, bem como a caracterização destas nanopartículas, incluindo a avaliação do controle do tamanho e estabilidade em diferentes condições de tratamento e a verificação de seu potencial como agente antimicrobiano. O tamanho e a estabilidade das AgNPs foram determinados respectivamente pelos métodos de espalhamento de luz dinâmico (DLS) e potencial zeta (PZ). As nanopartículas de prata também foram caracterizadas via espectroscopia na região ultravioleta visível (UV-Vis), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de absorção atômica por chama (FAAS), microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-EC) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Por fim, o potencial antimicrobiano foi avaliado testando-as contra diferentes cepas bacterianas, medindo os halos de inibição de bactérias tratadas com diferentes quantidades de soluções coloidais contendo nanopartículas de prata. Os resultados mostraram que a biossíntese produziu AgNPs com tamanho médio de 34 nm e valores de potencial zeta inferiores a -30 mV nas condições de tratamento. Os espectros UV-Vis e FAAS confirmaram a presença de íons de prata reduzidos e consequentemente a formação de AgNPs. Já as análises em FTIR detectaram bandas correspondentes a vibrações em ligações químicas de grupamentos tipo amida I e II de proteínas, além da presença de alcanos cíclicos, ciclo-hexano, éteres e hidrocarbonetos aromáticos. As análises em MEV-EC e TEM revelaram a formação de AgNPs com formato esférico e bem dispersos. Por fim, a verificação dos testes de sensibilidade de cepas bacterianas tratadas com AgNPs confirmaram a eficiência das nanopartículas como agente antimicrobiano.

Abstract: Silver nanoparticles synthesized from microbial systems by means of green production or eco-friendly methods are a reality of the 21st century. The synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) by fungi is a promising alternative processing due to its eco-friendly, safe, and cost-effective nature. The goal of this study was to evaluate the biosynthesis of AgNPs mediated by the fungus Fusarium oxysporum, as well as the characterization of these nanoparticles, including the evaluation of size control and stability in different treatment conditions and the verification of their potential as an antimicrobial agent. The size and stability of the AgNPs were determined respectively by the methods of dynamic light scattering (DLS) and zeta potential (ZP). Silver nanoparticles were also characterized by visible ultraviolet (UV-Vis) spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), flame atomic absorption spectroscopy (FAAS), field emission scanning electron microscopy (FE- SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Finally, the effectiveness of the antimicrobial potential was evaluated by testing them against different bacterial strains by the antimicrobial susceptibility test, measuring the inhibition halos of bacteria treated with different quantities of colloidal solutions containing silver nanoparticles. The results showed that biosynthesis produced silver nanoparticles with a mean size of 34 nm and zeta potential values below -30 mV under treatment conditions. The UV-Vis and FAAS spectra confirmed the presence of reduced silver ions and consequently the formation of AgNPs, whereas FTIR detected bands corresponding to vibrations in chemical bonds of groupings type: amide I and II of proteins besides the presence of alkanes, cyclohexane, ethers and aromatic hydrocarbons. FE-SEM and TEM revealed the formation of AgNPs with spherical shape and well dispersed. Finally, the verification of the sensitivity tests of bacterial strains treated with AgNPs confirmed the efficiency of the nanoparticles as an antimicrobial agent.