Empleo de solventes naturales para la síntesis green de nanopartículas de plata

BENJAMIN N. VIADA; SERGIO PASINI; PABLO DALMASSO; MARIA FERNANDA SILVA; FEDERICO J. V. GOMEZ

Corrientes

Congreso; XICAQA; 2021

La síntesis de nanopartículas metálicas (NPs) es uno de los campos de mayor dinamismo en la investigación científica. Esto se debe a las propiedades únicas de estos nanomateriales las cuales permiten diversas aplicaciones como catálisis, actividad antimicrobiana, dispositivos biomédicos, industria química y farmacéutica, descontaminación de agua y química analítica, entre otras. Existen diversos métodos para la síntesis de NPs, siendo uno de los mayores desafíos establecidos, realizarla de forma ambientalmente amigable y escalable. La síntesis química clásica implica el uso de solventes orgánicos, agentes reductores dañinos, estabilizantes y su purificación es compleja y requiere de alta demanda energética. Por otra parte, la síntesis green se posiciona como un método económico, simple, biológicamente seguro y no contaminante.La síntesis green involucra el empleo de materiales biológicos como extractos de plantas, bacterias, levaduras o algas que actúan como agentes reductores. En general, estos “extractos verdes” son agregados a las soluciones que contienen los precursores metálicos, los cuales son reducidos para formar las NPs. De esta forma los constituyentes biológicos de estos extractos, como hidratos de carbono, flavonoides, terpenos, polifenoles y alcaloides son los responsables de dicha reducción metálica. Además, los extractos biológicos también pueden actuar como estabilizantes para las NPs, facilitando el proceso de síntesis. Entonces, la síntesis green permite realizar todo el proceso de formación de las NPs en un solo paso relativamente sencillo. Además de estos extractos, hay un gran interés en la búsqueda de nuevos agentes reductores/estabilizantes que cumplan con lo mencionado anteriormente. Los solventes eutécticos profundos naturales (NADES) son mezclas formadas por constituyentes celulares comunes como azúcares, aminoácidos, ácidos orgánicos y derivados de la colina cuya principal fuerza impulsora son las uniones por puente de hidrógeno, formando un sistema eutéctico cuyo punto de fusión es marcadamente menor a la de sus constituyentes originales, incluso hasta cientos de grados centígrados menor. Se ha postulado que estos solventes pueden actuar como agentes reductores y estabilizantes al mismo tiempo en la síntesis de NPs. Esto se debe a que estos solventes contienen muchos de los compuestos biológicos presentes en extractos naturales. De esta forma, los NADES resultan un alternativa de interés para la producción verde de NPs. Las hormonas naturales y sintéticas (estrógenos, progestágenos y andrógenos), los fitoestrógenos y algunos compuestos químicos industriales constituyen un grupo de contaminantes llamados disruptores endocrinos (DE). La presencia de DE en el medio ambiente representa una amenaza específica con posibles consecuencias ecológicas y para la salud humana. Estos son liberados constantemente, llegando al medio ambiente acuático a través de sistemas de alcantarillado y, por lo tanto, las aguas residuales domésticas se establecen como una de las principales fuentes de contaminación para estos DE.Se han publicado varias revisiones exhaustivas sobre este tema. La cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) ha sido reemplazada progresivamente por técnicas basadas en cromatografía líquida (LC) acopladas con MS o MS/MS. Las últimas técnicas ofrecen una sensibilidad y selectividad excepcionales, aunque emplean detectores sofisticados y poco comunes en laboratorios de análisis de rutina. Frente a esta problemática, una técnica sencilla y rápida como la espectroscopia UV-visible surge como una excelente alternativa para el dosaje de los DE en medios acuosos.En este trabajo se presenta una metodología de superficie de respuesta para optimizar los volúmenes de reactivos (NADES, AgNO3 y NaOH) empleados para la síntesis green de nanopartículas de plata (AgNPs) empleado un NADES como agente reductor y estabilizante. De acuerdo a esta optimización, los volúmenes óptimos de NADES, AgNO3 y NaOH fueron 50, 15 y 100 μl, respectivamente. Las AgNPs obtenidas fueron utilizadas para desarrollar un método alternativo para la detección y cuantificación UV-visible de las hormonas levonorgestrel y etinilestradiol en medios acuosos, el cual permitió determinar concentraciones de cada hormona entre 1-50 y 5-10 ppm, respectivamente. En este caso, también se empleó la metodología de superficie de respuesta para optimizar las condiciones experimentales que permitan maximizar la señal analítica de respuesta.Este trabajo evidencia que la síntesis de AgNPs empleando NADES es un método simple, económico y rápido, abriendo la oportunidad para la implementación de este método para la síntesis green de diversas NPs como así también el empleo de las mismas en plataformas de detección de diferentes hormonas o fármacos en medio acuoso.