Síntesis, caracterización y evaluación de la actividad microbicida de nanomateriales de cobre

Abstract

RESUMEN Actualmente existe gran preocupación por la presencia de fármacos en el medio ambiente debido a que ésta puede ser una de las causas de que el número de microorganismos resistentes a múltiples agentes antimicrobianos se incrementara considerablemente. Actualmente se enfrenta este problema de diversas formas, una de ellas empleando nanomateriales que por su pequeño tamaño y alta superficie de contacto pueden interactuar con la membrana bacteriana de microorganismos patógenos. El objetivo central de este trabajo fue el sintetizar, caracterizar y evaluar la actividad microbicida de materiales nanoestructurados de cobre. Se sintetizaron soluciones coloidales de nanopartículas de cobre por dos rutas (convencional y microondas); además de emplear diferentes agentes precursores de cobre (CuSO4 y Cu (NO3)2) y agentes estabilizantes (goma arábiga y quitosano). Se caracterizaron las soluciones por espectrofotometría UV-Vis y las partículas precipitadas (nanopolvos) por microscopia electrónica de barrido (SEM). Se evaluó su eficiencia microbicida frente a bacterias aisladas del efluente de la planta de tratamiento del hospital general Tercer Milenio. Los resultados demuestran que se optimizaron las variables de reacción (temperatura, ruta sintética, precursor de cobre y agente estabilizante), se encontró que las soluciones coloidales presentan un máximo de absorción a 570±10nm y que las nanopartículas de cobre tienen un tamaño de 10±2nm. Las bacterias aisladas presentan resistencia hacia algunos agentes antimicrobianos por lo cual se sometieron al material sintetizado (Nano-Cu), encontrándose que éste es capaz de inhibir el crecimiento de éstos microorganismos. Se concluye que se logró sintetizar nanopartículas de cobre, que el material sintetizado presenta el tamaño deseado y que es posible emplearlo como un agente bactericida en la desinfección de superficies o aguas contaminadas.

ABSTRACT Nowadays, there is a great concern about the presence of drugs in the environment due to the fact that it can be a cause for the considerable increment in the number of microorganisms resistant to multiple antimicrobial agents. This problem is currently dealt with in diverse ways; one of them is by the use of nanomaterials, which due to their small size and high contact surface can interact with the bacterial membrane of pathogenic microorganisms. The central objective of this work was to synthesize, characterize and evaluate the microbicidal activity of nano-structured copper materials. Colloidal solutions of copper nano-particles were synthesized by using two different routes (conventional and microwaves); added to the use of different copper precursor´s agents (CuSO4 and Cu (NO3)2) and stabilizing agents (arabic gum and chitosan). The solutions were characterized by means of spectrophotometry UV-Vis, and the precipitated particles (nanopowder) through Scanning Electron Microscopy (SEM). Its microbicidal efficiency was evaluated with isolated bacteria from the effluent of the Hopitial Tercer Milenio's treatment plant. The results demonstrate that the reaction variables (temperature, synthetic route, copper precursor and stabilizing agent) were optimized. It was also found that that the colloidal solutions present an absorption maximum of 570±10nm and that copper nanoparticules have a size of 10±2nm. The isolated bacteria show resistance to multiple antimicrobial agents, reason why they were tested with the synthesized material (Nano-Cu). Our resultas indicate that Nano-Cu was able to inhibit the growth of these microorganisms. It can be concluded that the copper nano-particles synthesis was successful, that the synthesized material presents the size desired and that it is possible to use it as a bactericidal agent in the disinfection of surfaces or contaminated waters.