Síntese por via biológica de nanopartículas de óxido de zinco mediada pela bactéria Bacillus megaterium RF1C

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Cerqueira, Brizia Aline Lima
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: biossíntese; biosynthesis; microorganisms; microrganismos; nanoparticles; nanopartículas; ZnO
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-17102023-121905/

A nanotecnologia destaca-se devido às fascinantes propriedades dos nanomateriais, dentre eles as nanopartículas (NPs) e suas aplicações. A obtenção das NPs pode ser realizada por métodos físicos, químicos e biológicos. A busca por tecnologias ambientalmente sustentáveis e viáveis economicamente tem possibilitado a expansão de pesquisas na área de síntese biológica. Dentre os tipos de NPs inorgânicas, o ZnO é um dos materiais que tem recebido atenção devido as suas propriedades específicas e aplicações nas áreas eletrônicas, de saúde, em suplemento alimentar animal, na agricultura, dentre outras. Neste trabalho NPs-ZnO foram sintetizadas pelo método biológico através da via extracelular usando a bactéria Bacillus megaterium RF1C. Iniciou-se a obtenção das NPs-ZnO através de abordagens descritas na literatura, uma vez que foi o primeiro estudo de síntese de NPs realizado no grupo de pesquisa de Química Orgânica e Biocatálise. Após a obtenção das NPs-ZnO foram feitas variações nos parâmetros de síntese a fim de verificar as características morfológicas e de tamanho das NPs-ZnO. Os parâmetros variados foram pH, quantidade de caldo de síntese (caldo de cultivo da bactéria livre de células), concentração do sal precursor de Zn(NO3)2.6H2O, tempo de síntese e o tipo de matéria orgânica. O caldo de síntese utilizado para a obtenção do ZnO em tamanhos nanométricos foi caracterizado através de Análise Termogravimétrica (TG), Teor de Açúcares Totais, Lipídeos Totais e Proteínas Totais, Eletroforese, Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de líquidos, Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR) e Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrômetro de Massas (CG-EM). A análise de TG apresentou um teor de 35,0% de matéria orgânica. Foram encontrados um teor de 0,11% de carboidratos livres, 0,85% de lipídeos totais e 32,3% de proteínas totais. A análise de eletroforese mostrou a presença de proteínas de 22,1 a 65,4 kDa. Na análise de RMN de líquidos foram encontrados picos sugerindo a presença de grupos amidas, ácidos carboxílicos, éteres, aromáticos. O espectro de FT-IR revelou banda característica de grupo amida. O cromatograma obtido na análise de CG-EM revelou a presença de moléculas contendo grupos amidas, aromáticos, ésteres, ácidos carboxílicos, dentre outros. Para a caracterização das NPs-ZnO foram usadas as técnicas de Espectroscopia Ultravioleta-Visível (UV-vis), Análise de Difração de Raios-X (XRD), Análise de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Análise Termogravimétrica (TG), Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de sólidos, Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e RAMAN. A análise preliminar de UV-vis verificou a obtenção de NPs-ZnO e foram encontrados absorção nos comprimentos de onda de 342 nm a 361 nm. A análise de DRX, em acordo com a análise de RAMAN, confirmou a formação da fase wurtzita do ZnO, os tamanhos dos cristalitos obtidos variaram de 17 ± 2 nm a 31 ± 5 nm. A microscopia eletrônica, MEV, revelou morfologia predominantemente cúbica com tamanhos de grãos variando entre 46 ± 10 nm e 134 ± 25 nm. O teor de matéria orgânica obtido nas análises de TG variou entre 5 e 19%. As análises de FT-IR e de RMN sólido sugeriram a presença tanto de carboxilatos quanto de hidroxi-carbonato na superfície das NPs-ZnO. A atividade antibacteriana das NPs de ZnO contra duas cepas Gram(+) e Gram(-) foram testadas usando o método de microdiluição em caldo nutriente. A concentração mínima inibitória para a bactéria Gram(-) E. coli ATCC25922 foi de 300 a 600 µg.mL-1 e para a bactéria Gram(+) S. aureus ATCC25923 foi de 75 a 150 µg.mL-1. A estabilidade coloidal das NPs-Zno foi analisada pelo Potencial Zeta e apresentou valores entre -30 e -38 no pH 12; -52 e -66 no pH 10; -43 e -54 no pH 8; -39 e -45 no pH 6; -32 e -35 no pH 4 e -2 e -9 no pH 2.