Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Físico-Química
TÍTULO: Nanopartículas de Ag(0) Suportadas: Síntese, Caracterização e Estudos de Atividade Antimicrobiana.
AUTORES: Quadros, C.C. (FURG) ; Ramos, G.A.A. (FURG) ; Faria, V.W. (FURG) ; Scheeren, C.W. (FURG)
RESUMO: O objetivo deste trabalho foi sintetizar, caracterizar e estudar a atividade
antimicrobiana de nanopartículas de prata(NPs de Ag(0)) suportadas em membrana
polimérica. As NPs de Ag(0) foram sintetizadas, utilizando-se o método de
redução de Ag2O com hidrogênio molecular. As NPs de Ag(0) foram suportadas em
membrana polimérica,utilizando-se quitosana e carboximetilcelulose.Os estudos de
atividade antimicrobiana foram realizados utilizando-se o método de difusão em
disco, as bactérias estudadas foram: S.aureus e E.coli. Comparando-se os
resultados obtidos, verificou-se que a a bactéria S. aureus é mais resistente.
Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que a membrana polimérica contendo
as NPS de Ag(0) exibiu eficiente atividade antimicrobiana frente as bactérias.
PALAVRAS CHAVES: Membrana Polimérica; Nanopartículas de Prata; Atividade Antimicrobiana
INTRODUÇÃO: Atualmente a aplicação de polímeros biodegradáveis na imobilização de
nanopartículas de metais de transição tem atraído à atenção dos pesquisadores.
Os polímeros naturais apresentam vantagens em relação aos polímeros sintéticos,
tais como a biodegradabilidade, a não toxicidade e a boa compatibilidade
biológica.[1],[2] Nanopartículas de metais de transição tem atraído considerável
atenção, devido as suas excelentes propriedades, onde a forma e o tamanho podem
ser controlados, resultando em matrizes sólidas que apresentam um grande
potencial de aplicação química e biológica em estudos envolvendo interfaces.
Recentemente, têm sido reportado na literatura que líquidos iônicos (LIs) são
sistemas adequados para a preparação e estabilização de nanopartículas de metais
de transição.[1]-[3] O objetivo do presente trabalho foi sintetizar,
caracterizar e estudar a atividade antimicrobiana de nanopartículas metálicas de
prata suportadas membranas poliméricas contendo o líquido iônico
tetrafluoroborato de 1-n-butil-3-metilimidazólio (BMI.BF4) frente as bactérias
Escherichia coli e Staphylococcus aureus.Justificativa: A membrana polimérica
sintetizada neste estudo pode ser utilizada como material antimicrobiano contra
as bactérias E. coli e S. aureus, para aplicações da indústria médica,
biológica, farmacêutica e de alimentos.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram utilizados os materiais e equipamentos: Balança analítica, reator de
Fischer-Porter, agitador magnético e estufa. Óxido de Prata, Líquido Iônico
(BMI.BF4), Quitosana, Carboximetilcelulose, Ácido acético e água deionizada.
Espátula, béquer, barra magnética, placa de Petri, pipeta volumétrica. A síntese
das nanopartículas de prata foi feita a partir da redução de Óxido de Prata
(Ag2O) em líquido iônico BMI.BF4, através de uma reação de hidrogenação,
utilizando-se um reator Fisher-Porter à 85°C, 4 bar H2, durante 2 horas. Após a
obtenção das nanopartículas de Ag(0), a solução foi lavada com diclorometano e
centrifugada para isolar as nanopartículas de Ag(0), as quais foram secas em
estufa à 50ºC. As membranas poliméricas contendo nanopartículas de prata Ag(0)
foram obtidas através da mistura de uma solução de quitosana em ácido acético e
outra solução de carboximetilcelulose em água deionizada com adição de líquido
iônico. Após a mistura a solução permaneceu sob à agitação e aquecimento à 60ºC,
durante 6 horas. Após a solução foi colocada em uma placa de Petri e a secagem
foi realizada em estufa por 48h. Foram feitas análises para caracterização por:
Microscopia eletrônica de transmissão das nanopartículas de prata na membrana
polimérica e Microscopia eletrônica de varredura. Para aplicação foram
realizadas estudos da atividade antimicrobiana, pelo método de difusão em disco,
o qual consiste em analisar o tamanho do halo de inibição formado frente as
bactérias Staphylococcus aureus e Escherichia coli.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A membrana polimérica com 20 µm de espessura apresentou boa estabilidade e
flexibilidade.As análises por microscopia eletrônica de transmissão evidenciaram
que as nanopartículas de prata(NPS de Ag(0)) apresentam forma esférica irregular
com diâmetro médio de 8 nm.A membrana polimérica foi analisada por microscopia
eletrônica de varredura, onde foi possível observar que a presença de líquido
iônico BMI.BF4 provoca alterações na estrutura morfológica da membrana,
conferindo mais maleabilidade e estabilidade.As análises da atividade
antimicrobiana foram realizadas frente às bactérias S.aureus e E.coli, sendo que
a atividade antimicrobiana frente a bactéria S. aureus foi proporcional com a
quantidade de NPS de Ag(0) adicionadas, para 5 mg de NPS de Ag(0) o halo de
inibição obtido foi de 2 mm, quando dobrou-se a quantidade de NPS de Ag(0) para
10 mg o halo de inibição foi de 4 mm. Para a bactérica E.coli a quantidade de
5mg de NPS de Ag(0) formou um halo de inibição de 5 mm e quando testou-se com 10
mg o halo não sofreu alteração, permanecendo de 5 mm, este fato evidencia que
quando utilizamos 10 mg de NPS de Ag(0) houve saturação de metal nos poros da
membrana polimérica e que 5 mg de NPS de Ag(0) são suficientes para formar um
halo de inibição significativo. Comparando-se a atividade antimicrobiana para
uma mesma quantidade de NPS de Ag(0) frente as bactérias S.aureus e E.coli,
observou-se que para 5mg de NPS de Ag(0) o halo de inibição da E.coli foi de 5
mm enquanto que para S.aureus foi de 2 mm, mostrando que a bactéria S. aureus é
mais resistente que a E.coli e isso é determinado pelo fato da bactéria S.aureus
ser uma bactéria Gram + e possuir a camada de peptideoglicano, que é o principal
constituinte da parede celular, mais espessa que a bactéria E.coli que é Gram -.
CONCLUSÕES: Conclui-se a partir do desenvolvimento deste trabalho, que a síntese e
caracterização das membranas poliméricas contendo nanopartículas de prata foi
eficiente, mostrando através das análises de microscopia eletrônica de
transmissão e microscopia eletrônica de varredura a estrutura da membrana e a
distribuição homogênea das nanopartículas de prata. Nos estudos de atividade
antimicrobiana, a membrana polimérica contendo nanopartículas de prata exibiu
eficiência, devido o halo de inibição, frente as bactérias S. aureus e E. Coli.
AGRADECIMENTOS: Agradecimento às agências brasileiras de fomento CAPES, CNPq e FAPERGS.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] Scheeren, C.W.; Machado, G.; Teixeira, S. R.; Morais, J.; Domingos J. B.; Dupont, J.; J. Phys. Chem. B, 110, 13011, 2006.
[2] Scheeren, C.W.; Hermes, V.; Bianchi, O.; et al. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, 11, 5114, 2011.
[3] Scheeren, C. W.; Hertz PF; Hermes V.; Dupont J . Ionic liquid-cellulose film for enzyme immobilization. Process Biochemistry (1991) , 22, 1127, 2011.