Síntese de nanopartículas de prata estabilizadas com glucomanano Konjac biocompatíveis, com extrato fenólico de Asystasia gangetica para detecção colorimétrica de íon mercúrio (II)

Aug 16, 2023

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 9176 (2022) Citar este artigo

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Neste trabalho, é relatada a síntese de nanopartículas de prata biocompatíveis (AgNPs), para detecção colorimétrica de íon tóxico de mercúrio (II) (Hg2+). A fração rica em fenólicos da folha de Asystasia gangetica foi extraída e utilizada como redutor do sal de prata, tudo dentro da solução hidrofílica de glucomanano konjac (KgM) como estabilizador, à temperatura ambiente (TA). Os componentes bioativos do extrato fenólico de Asystasia gangetica (AGPE), conforme elucidado com (UHPLC-MS-QTOF-MS), revelaram uma infinidade de compostos fenólicos, que podem facilitar a redução do sal de prata em condições ambientais. A solução coloidal amarela cintilante de KgM-AgNPs foi realizada dentro de 1 h, à temperatura ambiente, tendo um máximo de UV-vis em 420 nm. KgM-AgNPs foi caracterizado usando UV-vis, Raman e (FTIR), TEM, SEM, EDS, XRD, TGA/DTG. Imagens TEM e FESEM mostraram que os KgM-AgNPs eram esféricos, com distribuição de tamanho de partícula em torno de 10–15 nm do TEM. A biocompatibilidade KgM-AgNPs foi investigada em fibrobroblastos L929 de camundongos e eritrócitos de ratos, sem quaisquer danos prejudiciais às células testadas. Em ambiente aquoso, KgM-AgNPs demonstraram boa capacidade de detecção de Hg2+, de forma dependente da concentração de Hg2+, em 3 min. As razões de absorvância (A360/A408) foram lineares com concentrações de Hg2+ de 0,010–10,0 a 10,0–60,0 µM, com um (LOD) estimado de 3,25 nM. A sonda foi aplicada em amostra de água de lago, com precisão satisfatória.

Uma das principais revoluções na química nas últimas décadas está na aplicação de nanopartículas metálicas (MNPs) em diversas aplicações analíticas. Sendo um nanomaterial notável, com tamanhos na faixa dos nanômetros (nm), eles possuem propriedades incomparáveis ​​em comparação com fluoróforos comuns disponíveis. Essas propriedades incluem fenômeno de ressonância plasmônica de superfície localizada (LSPR), altos coeficientes de extinção, capacidade catalítica, exibição de cores exclusivas, morfologias de superfície ajustáveis ​​com materiais de reconhecimento comuns . As propriedades mencionadas estão todas fortemente correlacionadas com o tamanho das partículas, forma, carga, dielétrico do meio em que estão inseridas, temperatura, seus revestimentos superficiais, entre outros2,3. Diante do exposto, a aplicação de MNPs, especialmente de prata, ouro e cobre, tem atraído consistentemente a atenção da comunidade científica. Por exemplo, a funcionalização/modificação de superfície e os estabilizadores de nanopartículas de prata desempenham papéis críticos na determinação da sensibilidade e seletividade de detecção para analitos de ampla gama . Esta etapa também desempenha papel importante na modulação da biocompatibilidade das nanopartículas7,8. Também é uma prática comum sintonizar superfícies de nanopartículas com ligantes que tenham afinidade específica com o analito de interesse. Como tal, a injeção do analito de detecção poderia induzir mudanças significativas nas propriedades ópticas das nanopartículas modificadas.

A poluição das principais matrizes ambientais (ar, água e solo) é um desafio intratável para o ecossistema, tendo em vista o enorme número de resíduos gerados pelas atividades humanas. Lamentavelmente, alguns desses resíduos com perfis tóxicos não são geridos de forma adequada para salvaguardar o ambiente. A poluição por metais pesados ​​é uma delas, e continua a sê-lo, em parte devido à exploração de recursos de alto nível à escala industrial, numa tentativa de satisfazer necessidades fundamentais. Do ponto de vista da segurança ambiental, os metais pesados ​​(MHs) são definidos como metais com capacidade inerente de induzir danos ecofisiológicos decorrentes da sua elevada toxicidade9. A este respeito, metais como o mercúrio (Hg), o chumbo (Pb), a prata (Ag), o cádmio (Cd) e o crómio (Cr) estão principalmente implicados. Entre esses HMs, especial interesse é dedicado ao Hg- devido à sua não biodegradabilidade e potencial bioacumulativo adverso. Na verdade, o ciclo de contaminação por Hg é perturbador. Por exemplo, a contaminação de corpos de água por Hg pode levar à hiperacumulação do metal em peixes e outros animais aquáticos que, quando consumidos por seres humanos, podem provocar consequências deletérias para a saúde. O popular desastre de Minamata, na província de Kumamoto, no Japão, onde a contaminação da água com metilmercúrio (CH3Hg), proveniente de águas residuais de uma empresa química adjacente, levou à morte de animais de estimação e a graves problemas de saúde em humanos10. O acima exposto ilustrou a importância do monitoramento do Hg no meio ambiente para o bem-estar geral dos humanos e de outros animais.