Síntesis de nanopartículas de plata con Z-bixina y Z-norbixina y su estudio antibacteriano

Abstract

La resistencia microbiana es una problemática a nivel mundial, actualmente la Organización Mundial de la Salud (OMS), enlista aquellas cepas que tienen una prioridad en la búsqueda de nuevas alternativas para combatirlas. Los nanomateriales, especialmente las nanopartículas de plata se han convertido en materiales prometedores como antimicrobianos, sin embargo, existe una preocupación por los métodos de síntesis que pueden generar residuos tóxicos, es así que la nanotecnología ha enfocado sus métodos en procesos biológicos, como el uso de extractos vegetales, los cuales no solo cumple funcionan como agentes reductores sino también como agentes estabilizantes. Por lo anterior esta investigación se enfocó en la síntesis de nanopartículas de plata usando apocarotenoides aislados del arilo de la semilla de Bixa orellana, el cual se compone principalmente de un 93% de bixina y un 3% de norbixina. Dichos apocarotenoides tienen una importancia económica en la industria de los colorantes, aportando colores entre el rojo a naranja intenso y amarillo pero adicional han demostrado actividades antimicrobianas, antiparasitarias y antioxidantes. De acuerdo con los resultados, la Z-bixina y la Z-norbixina son agentes reductores y estabilizantes en la síntesis de nanopartículas de plata, generado partículas pseudoesféricas, con tamaños promedio de 23 nm, coloides homogéneos y con actividad antimicrobiana de amplio espectro contra Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli y Staphylococcus aureus, con concentraciones mínimas inhibitorias entre 4 a 32 µg/mL, con mayor efectividad sobre P. aeruginosa. Estos apocarotenoides son agentes reductores eficientes para la síntesis de nanopartículas de plata e incrementan la actividad antimicrobiana de las nanopartículas de plata.

Antimicrobial resistance is a global issue, currently, The World Health Organization (WHO) has identified certain strains as priorities in the search for new ways to combat them. Nanomaterials, especially silver nanoparticles, have emerged as promising antimicrobial agents, however, there is concern about synthesis methods that may generate toxic waste. Consequently, nanotechnology has shifted its focus to biological processes, such as the use of plant extracts, which not only function as reducing agents but also as stabilizing agents. Therefore, this study focused on the synthesis of silver nanoparticles using apocarotenoids isolated from the aryl of Bixa orellana seeds, which consist mainly of 93% bixin and 3% norbixin. These apocarotenoids are economically important in the dye industry, providing colors ranging from red to deep orange and yellow; however, they have also demonstrated antimicrobial, antiparasitic, and antioxidant activities. According to the results, Z-bixin and Z-norbixin are performing as reducing agents and stabilizers in the synthesis of silver nanoparticles, yielding pseudospherical particles with an average size of 23 nm, homogeneous colloids, and broad spectrum antimicrobial activity against Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, and Staphylococcus aureus, with minimum inhibitory concentrations ranging from 4 to 32 µg/mL, showing greater effectiveness against P. aeruginosa. In conclusion, these apocarotenoids are effective reducing agents in the synthesis of silver nanoparticles and achieve and increment in the antimicrobial activity of silver nanoparticles.