SÍNTESE, CARACTERIZAÇÃO E APLICAÇÕES BIOTECNOLÓGICAS DE NANOPARTÍCULAS DE ÓXIDO DE ZINCO À BASE DE GOMA DO CAJUEIRO E GOMA DO CAJUEIRO CARBOXIMETILADA

Abstract

RESUMO: As interessantes propriedades físico-químicas e a baixa toxicidade do óxido de zinco fazem deste um interessante material, cujas aplicações estendem-se da indústria à saúde. As nanopartículas de óxido de zinco, por exemplo, têm se tornado um dos nanomateriais comercialmente mais importantes, sendo utilizadas como agentes antimicrobianos, como sistemas para entregas de fármacos e/ou na confecção de biossensores. Os métodos utilizados para a síntese destas nanopartículas, entretanto, são, em sua maioria, essencialmente químicos e, portanto, podem gerar subprodutos tóxicos. Neste sentido, metodologias com uma abordagem de síntese verde têm ganhado destaque pelo uso de produtos naturais, ecologicamente corretos, que podem minimizar a toxicidade destes produtos. A goma do cajueiro é um heteropolissacarídeo complexo, obtido a partir o exsudato do caule do cajueiro, que tem sido utilizado, nos últimos anos, como agente redutor e/ou estabilizante na síntese de nanopartículas. Algumas modificações, como a carboximetilação, por exemplo, podem ser utilizadas para melhorar a reatividade da goma, voltando seu uso para fins mais específicos. Neste trabalho, nanopartículas de óxido de zinco foram sintetizadas por uma rota de síntese verde, utilizando goma do cajueiro e goma do cajueiro carboximetilada como matrizes. As nanopartículas obtidas foram caracterizadas por espectroscopia do ultravioleta-visível, espectroscopia do infravermelho com transformada de Fourier, microscopia de força atômica e difração de raios-X. Todas as técnicas revelaram dados característicos para as nanopartículas de óxido de zinco, confirmando sua formação. A microscopia de força atômica mostrou partículas com tamanhos que variavam entre 35nm e 129 nm, a depender do material utilizado para a síntese. Testes antimicrobianos demonstraram que as nanopartículas sintetizadas apresentam interessante potencial contra fungos e bactérias, com destaque para as espécies Staphylococcus epidermidis e Candida parapsilosis, que apresentaram maior susceptibilidade. Além disso, todas as amostras sintetizadas mostraram-se biocompatíveis pelo teste de indução de hemólise, no qual não se observou atividade hemolítica em nenhuma das concentrações testadas. Testes eletroquímicos demonstraram, ainda, que as nanopartículas sintetizadas no presente trabalho, quando associadas ao polímero condutor Polianilina, foram capazes de detectar o hormônio neurotransmissor Dopamina no meio testado, apresentando, portanto, potencial para sensoriamento. Maiores investigações ainda se fazem necessárias, entretanto, para melhor caracterizar esse sistema. ABSTRACT: The interesting physical-chemical properties and low toxicity of zinc oxide enables this material to be applied in different areas, such as industry and healthcare. Zinc oxide nanoparticles, for example, have become one of the most commercially important nanomaterials and have been used as antimicrobial agents, drug delivery systems and/or biossensors. However, most methods used for the synthesis of these nanoparticles are based on chemical processes, which can result in the formation of toxic by-products. In this regard, green synthesis approaches stand out for the use of natural products, which are environmentally friendly and may minimize the toxicity of the nanoparticles. Cashew gum is a complex heteropolyssacaride, obtained from the stem exudate of cashew tree and has been recently used as reducer and/or stabilizing agent for the synthesis of nanoparticles. Some modifications, such as carboxymethylation, for example, have also been used to improve the reactivity of the gum and tune its properties for specific purposes. In this study, zinc oxide nanoparticles were synthesized through a green synthesis route, using cashew gum and carboxymethylated cashew gum as biotemplates. The obtained nanoparticles were characterized by UV-visible spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, atomic force microscopy and X-ray diffraction. All techniques showed characteristic data for zinc oxide nanoparticles, which confirmed its synthesis. Atomic force microscopy images showed nanoparticles with sizes varying from 35 nm and 129 nm, depending on the gum used for the synthesis. Antimicrobial tests showed that the nanoparticles have an interesting potential against bacteria and yeasts, particularly Staphylococcus epidermidis and Candida parapsilosis, which showed greater susceptibility. All the samples synthesized were considered biocompatible by the absence of haemolytic activity, observed on the haemolysis assay. Furhtermore, electrochemical tests showed that the synthesized nanoparticles, in association with the Polyaniline, were able to detect the neurotransmitter Dopamine, which indicates a potential for use as a biosensor. However, further investigations must be made for a better characterization of the system.