Publicación: Caracterización de las propiedades antioxidantes y compuestos fenólicos de extractos de frutas para evaluar su efecto sobre la obtención de nanopartículas de oro
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RESUMEN: la biosíntesis, una alternativa ecológica a los métodos químicos y físicos convencionales para crear nanopartículas metálicas, se destaca por ser económica y respetuosa con el medio ambiente al reducir el uso de sustancias tóxicas. A pesar de sus ventajas, la relación entre las propiedades antioxidantes y la formación de nanopartículas de oro (AuNPs) aún no se comprende completamente. Por tanto, esta investigación se enfocó en caracterizar las propiedades antioxidantes de un extracto acuoso de pulpa de gulupa para evaluar su influencia en la producción de nanoestructuras de oro. Inicialmente, se realizó una revisión en la literatura para seleccionar el agente reductor verde de la biosíntesis, se determinó el uso de la Passiflora edulis (gulupa) y se separó la fruta y la cáscara. Se prepararon extractos acuosos de cada sección de la fruta y se evaluaron las propiedades antioxidantes en un periodo de 14 días utilizando las técnicas de cuantificación de fenoles tales, ABTS, DPPH y FRAP. Estas técnicas indicaron que la cáscara presenta mayor capacidad antioxidante que la pulpa y que el extracto sólido se puede utilizar hasta 7 días después de haber sido liofilizado. Posteriormente, se escogió el extracto acuoso de pulpa de gulupa como agente reductor de la biosíntesis. Luego, se planteó el protocolo de biosíntesis basado en el método sin semillas de nanobarras de oro, con el objetivo de analizar si el extracto seleccionado podía reducir diferentes tipos de nanoestructuras de oro durante la biosíntesis. Para ello, se realizó un diseño experimental de superficie de respuesta y se determinaron como variables de entrada la concentración de ácido cloroáurico (HAuCl4), borohidruro de sodio (NaBH4), nitrato de plata (AgNO3), extracto y tiempo de reacción. Como resultado se obtuvo que las concentraciones de estas variables de entrada son responsables de modular las propiedades morfológicas de las AuNPs. Adicionalmente, se caracterizaron las nanoestructuras obtenidas por medio de espectroscopía UV-Vis, microscopía electrónica de trasmisión (TEM) y espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Las dos primeras dieron a conocer que las muestras de AuNPs eran polidispersas pues se tenían múltiples tamaños de partícula y que las nanopartículas poseían más de una morfología. El FTIR brindó información de grupos funcionales presentes en las AuNPs, el extracto liofilizado y el CTAB, lo que permitió identificar que las AuNPs se encuentran recubiertas de CTAB y que también poseen grupos funcionales del extracto. En conclusión, se estableció una relación entre las propiedades antioxidantes y la formación de nanoestructuras de oro, demostrando que los extractos acuosos de pulpa y cáscara de gulupa con menor capacidad antioxidante tienen una baja probabilidad de formar estas nanoestructuras, según los parámetros experimentales. Se identificaron varios tipos de nanoestructuras, incluyendo semillas, esferas, barras y cubos, y se observó que las variaciones en los factores de síntesis afectan significativamente el resultado y las propiedades de las nanopartículas de oro gracias al análisis estadístico.
Resumen en inglés
ABSTRACT: biosynthesis, an ecological alternative to conventional chemical and physical methods for creating metallic nanoparticles, stands out for being economical and environmentally friendly by reducing the use of toxic substances. Despite its advantages, the relationship between the antioxidant properties and the formation of gold nanoparticles (AuNPs) is not yet fully understood. Therefore, this research focused on characterizing the antioxidant properties of a gulupa pulp aqueous extract to assess its influence on gold nanostructure production. Initially, a literature review was conducted to select the green reducing agent for biosynthesis, and Passiflora edulis (passion fruit) was determined for use. The fruit and peel were separated. Aqueous extracts were prepared from each fruit section, and antioxidant properties were evaluated over 14 days using quantification techniques such as ABTS, DPPH, and FRAP. These techniques indicated that the peel has a higher antioxidant capacity than the pulp and that the solid extract can be used up to 7 days after lyophilization. Subsequently, the aqueous extract from passion fruit pulp was chosen as the reducing agent for biosynthesis. Then, a biosynthesis protocol was proposed based on the seedless method of gold nanorods, aiming to analyze if the selected extract could synthesize different types of gold nanostructures. An experimental response surface design was carried out, with the concentration of chloroauric acid (HauCl4), sodium borohydride (NaBH4), silver nitrate (AgNO3), extract, and reaction time determined as input variables. The results showed that these input variable concentrations are responsible for modulating the morphological properties of AuNPs. Additionally, the obtained nanostructures were characterized using UV-Vis spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM), and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR). The first two revealed that the AuNPs samples were polydisperse, with multiple particle sizes, and the nanoparticles had more than one morphology. FTIR provided information on functional groups present in AuNPs, lyophilized extract, and CTAB, identifying that AuNPs are coated with CTAB, and that also have functional groups from the extract. In conclusion, a relationship was established between antioxidant properties and the formation of gold nanostructures, demonstrating that aqueous extracts of passion fruit pulp and peel with lower antioxidant capacity have a low probability of forming these nanostructures, according to experimental parameters. Various types of nanostructures were identified, including seeds, spheres, rods, and cubes, and it was observed that variations in synthesis factors significantly affect the outcome and properties of gold nanoparticles, thanks to statistical analysis.