SÍNTESE VERDE DE NANOCOMPÓSITOS DE PALYGORSKITA/NANOPARTÍCULAS DE PRATA/GOMA DE CAJUIERO (PAL/AGNPS/GC) PARA USO COMO AGENTE ANTIBACTERIANO COM VISTAS A APLICAÇÕES BIOTECNOLÓGICAS

Abstract

RESUMO: A busca por novos materiais nanoestruturados com atividade antimicrobiana e, que surjam como alternativa em aplicações biotecnológicas tem sido destaque na atualidade. Tal fato deve-se ao aumento nos últimos anos de cepas bacterianas cada vez mais resistentes a agentes antibacterianos e antibióticos convencionais. Dentro deste contexto, o emprego de recursos naturais no desenvolvimento destes materiais nanoestruturados torna-se interessante por se tratar de uma oportunidade para agregar valor a um produto regional, abundante, de baixo custo e ainda pouco explorado comercialmente, como é o caso do argilomineral palygorskita (Pal). Dessa forma, o objetivo dessa pesquisa foi o desenvolvimento de um nanocompósito utilizando a palygorskita (Pal), nanopartículas de prata (AgNPs) e goma de cajueiro (GC) para aplicações como agente antibacteriano. No sentido de analisar a originalidade do trabalho, foi realizada uma pesquisa de prospecção científica e tecnológica nas bases científicas da Web of Science, Scopus e Scielo, bem como, nos bancos de patentes do Instituto Nacional de Propriedade Industrial – INPI, Escritório Europeu de Patentes – Espacenet e Escritório de Patentes e Marcas dos Estados Unidos – USPTO, o que demonstrou que o nanocompósito de Pal/AgNPs/GC obtidos via síntese verde para aplicação como agente antibacteriano é algo inovador, visto que não foi encontrado nenhum relato na literatura com abordagem semelhante. Dessa forma, as AgNPs foram sintetizadas via síntese verde, utilizando o sal precursor nitrato de prata (AgNO3) e polissacarídeos naturais exsudados da goma de cajueiro (Anacardium ocidentalle L.) sendo estas caracterizadas pelas técnicas de Espectroscopia na Região do Ultravioleta-visível (UV-vis), Espalhamento Dinâmico de Luz (DLS), Potencial zeta e Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM), confirmando a formação com sucesso das AgNPs de formato esférico e seu revestimento com a goma de cajueiro (GC). A Pal passou por tratamentos físicos e químicos para a remoção de impurezas e matéria orgânica. A Pal e o nanocompósito de Pal/AgNPs/GC foram caracterizados por Difração de Raios – X (DRX), Área superficial (SBET), Análises Térmicas, Espectroscopia na região do Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM). Tais técnicas comprovaram a redução de impurezas na palygorskita, como também a formação do nanocompósito de Pal/AgNPs/GC. Foi avaliada também a atividade antibacteriana da Pal, das AgNPs e do nanocompósito de Pal/AgNPs/GC pelo método de contato direto contra cepas de Staphylococcus aureus (Gram-positiva) e Escherichia coli (Gram-negativa). Tais resultados mostraram que o nanocompósito obtido apresentou os maiores efeitos de inibição tanto para as bactérias de S. aureus (85,3%), quanto para as bactérias de E. coli (70,2%). O nanocompósito de Pal/AgNPs/GC também não apresentou toxicidade frente à Artemia salina. Desse modo, os nanocompósitos de Pal/AgNPs/GC são considerados promissores com grande potencial de aplicação como agente antibacteriano. ABSTRACT: The search for new nanostructured materials with antimicrobial activity and that appear as an alternative in biotechnological applications has been highlighted today. This fact is due to the increase in recent years of bacterial strains increasingly resistant to antibacterial agents and conventional antibiotics. Within this context, the use of natural resources in the development of these nanostructured materials is interesting because it is an opportunity to add value to a regional product, abundant, of low cost and still little explored commercially, as is the case of palygorskita clayeye (Pal). Thus, the objective of this research was the development of a nanocomposite using palygorskite (Pal), silver nanoparticles (AgNPs) and cashew gum (GC) for applications as an antibacterial agent. In order to analyze the originality of the work, a research of scientific and technological prospecting was carried out in the scientific bases of the Web of Science, Scopus and Scielo, as well as in the patent banks of the National Institute of Industrial Property - INPI, European Patent Office - Espacenet and the United States Patent and Trademark Office - USPTO, which demonstrated that the Pal/AgNPs/GC nanocomposite obtained through green synthesis for application as an antibacterial agent is somewhat innovative, since no report has been found in the literature with an approach similar. Thus, AgNPs were synthesized via green synthesis, using the silver nitrate precursor salt (AgNO3) and natural polysaccharides exuded from cashew gum (Anacardium Ocidentalle L.), which are characterized by Spectroscopy techniques in the Ultraviolet-visible (UV) Region-vis), Dynamic Light Scattering (DLS), zeta potential and Transmission Electron Microscopy (TEM), confirming the successful formation of spherical shaped AgNPs and their coating with cashew gum (GC). Pal has undergone physical and chemical treatments to remove impurities and organic matter. The Pal and the Pal/AgNPs/GC nanocomposite were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Surface Area (SBET), Thermal Analysis, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Scanning Electron Microscopy (SEM), Dispersive Energy Spectroscopy (EDS) and Transmission Electron Microscopy (TEM). Such techniques proved the reduction of impurities in the palygorskite, as well as the formation of the Pal/AgNPs/GC nanocomposite. The antibacterial activity of Pal, AgNPs and the nanocomposite of Pal/AgNPs/GC was also evaluated by the method of direct contact against strains of Staphylococcus aureus (Gram-positive) and Escherichia coli (Gram-negative). Such results showed that the obtained nanocomposite had the greatest inhibition effects both for S. aureus bacteria (85.3% ± 1.62) and for E. coli bacteria (70.2% ± 1.34). The Pal/AgNPs/GC nanocomposite also showed no toxicity against Artemia salina. Thus, Pal/AgNPs/GC nanocomposites are considered promising with great potential for application as an antibacterial agent.