IDENTIFICACIÓN DE METABOLITOS DE ALFALFA PARTICIPANTES EN LA PRODUCCION DE NANOPARTÍCULAS DE PLATA

IDENTIFICACIÓN DE METABOLITOS DE ALFALFA PARTICIPANTES EN LA PRODUCCION DE NANOPARTÍCULAS DE PLATA

Tsu. Leonardo Gómez^[1]1 y Dra. M. Guadalupe de la Rosa^[2]2

RESUMEN

El presente trabajo muestra los resultados obtenidos acerca de la caracterización preliminar de los metabolitos secundarios de alfalfa (Medicago sativa) empleando tres extractos acuosos (Isopropanol-agua, metanol-agua y agua). Los extractos fueron caracterizados mediante técnicas como espectroscopia UV-vis, espectroscopia de infrarrojo (ATR) y cromatografía liquida de alta eficacia (HPLC). Mediante FT-IR se pudo comprobar la presencia de carbohidratos y proteínas en el extracto de alfalfa, por la gran cantidad de vibraciones del enlace C-O presentes en el análisis. Con los resultados obtenidos de UV-vis, se confirmó la formación de nanopartículas de plata al término de la biosíntesis. La forma y posición de los picos de absorción hizo suponer la presencia de nanopartículas de tamaños de aproximadamente de 10 a 20 nm.

ABSTRACT

Herein, we present the results of the preliminary characterization of the secondary metabolites of alfalfa (Medicago sativa) using three aqueous extracts (Isopropanol - water, methanol - water and water). The extracts were characterized using techniques such as UV-vis spectroscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (ATR) and High performance liquid chromatography (HPLC). Using FTIR we noted the presence of carbohydrates and proteins in the extract of alfalfa, the large number of vibrations of the C-O bond in the present analysis. The formation of silver nanoparticles at the end of the biosynthesis was confirmed with the obtained UV-vis spectroscopy results. The shape and position of the maximum absorption peacks prompted us to suspect the presence of particles relatively small size, about 10 at 20 nm.

PALABRAS CLAVE

Alfalfa, metabolitos secundarios, extracto acuoso, nanoparticulas

introducción

En los últimos años, la síntesis de nanomateriales se ha incrementado en forma vertiginosa; sin embargo, la mayor parte de los métodos involucra la síntesis química de estos materiales, en donde usualmente se emplean reactivos y disolventes tóxicos para la salud humana y ambiental. Las nanopartículas poseen distintas propiedades, dependiendo de su tamaño, la morfología y la naturaleza elemental. Existen en la actualidad nanopartículas de diferentes materiales, desde polímeros naturales como la celulosa, alginato, poli (ácido láctico) (PLA), hasta nanopartículas metálicas de diferentes elementos como cobre, plata, zinc, titanio, oro. En especial las nanopartículas de plata, muestran un gran potencial como agentes antimicrobianos, lo que las hace atractivas en nuevas aplicaciones como aditivos en la industria textil y embalaje de alimentos.

Los nanomateriales pueden ser de formas diversas (esferas, tubos, alambres, entre otras). A su vez, estos pueden ser clasificados en base al tipo de material en: metálicos, semiconductores y poliméricos [Liu, 2006]. Los metales a nivel nanométrico poseen propiedades ópticas, electrónicas, catalíticas, magnéticas, etc. que difieren significativamente de aquellas presentes a mayor escala [Luo y col., 2005; Sun y Luo, 2005]. Dichas propiedades están fuertemente relacionadas con el tamaño, forma, composición, cristalinidad y estructura de la partícula [Panigrahi y col., 2006]. Las nanopartículas metálicas pueden ser sintetizadas mediante una gran variedad de métodos, sin embargo la reducción química ha sido y es uno de los métodos más ampliamente utilizados.

La síntesis biológica ha surgido como una opción para la obtención de materiales a escala nanométrica, debido principalmente a la creciente necesidad por utilizar métodos de síntesis más amigables con el medio ambiente. La biosíntesis involucra el empleo de microorganismos (bacterias, levaduras y hongos) o extractos de plantas para lograr la reducción de varios tipos de iones metálicos [Sastry y col., 2003].

Los organismos vivos pueden producir nanopartículas ya sea intra- o extracelularmente, siendo ésta última la técnica más utilizada por los investigadores debido a que es más adaptable y menos costosa [Basavaraja y col., 2008]. Vigneshwaran y col., [2007] sintetizaron nanopartículas de plata de alrededor de 10nm, empleando el hongo Aspergillus flavus. Por su parte He y col., [2007], utilizaron la bacteria Rhodopseudomonas capsulata para producir nanopartículas de oro de diferentes formas y tamaños. Los tiempos de reacción empleando microorganismos son bastante largos, con variaciones de 24 hasta 120 horas [Saifuddin y col., 2009]. En comparación con los microorganismos, el empleo de extractos de plantas como agentes reductores puede ser una vía más rápida para la preparación de nanopartículas. De acuerdo con Narayanan y Sakthivel [2008], es posible obtener nanopartículas de oro en un tiempo de 12h, empleando extractos de hojas de cilantro. A pesar de ser una técnica totalmente ecológica, la síntesis biológica presenta todavía desventajas importantes tales como largos tiempos de reacción y bajas escalas de producción [Saifuddin y col., 2009]. Trabajos previos de este grupo de investigación han demostrado la factibilidad de producir nanopartículas de Ag y TiO2 utilizando fitoextractos de alfalfa. Por tal motivo es necesario buscar alternativas ecológicas con la finalidad de optimizar los procesos de síntesis.

El objetivo del presente trabajo fue caracterizar los extractos de alfalfa obtenidos en diferentes disolventes y determinar en la medida de lo posible, los principales componentes responsables de la biosíntesis de NMs para finalmente llevar a cabo una síntesis de NPs de plata con cada uno de los extractos.

METODOS Y MATERIALES

1. PREPARACIÓN DE LOS EXTRACTOS ACUOSOS DE ALFALFA

La metodología a seguir fue basado primordialmente en lo reportado por Montes (2010), con leves modificaciones: La biomasa de alfalfa seca se llevo a cabo la trituración y tamizaje hasta obtener un tamaño de partícula reducido. El producto tamizado se utilizó para realizar la extracción acuosa. La biomasa se colocó en recipientes con diversos disolventes: H2O, H2O-MeOH (1:1) y H2O-alcohol isopropílico (20-80) el cual fue agitado durante dos horas en ebullición. Al finalizar la extracción, se le realizo una filtración al vacío para separar el extracto obtenido de la biomasa, empleando un embudo a través de un papel filtro (WhatmanTM 110 mm Ø) y el extracto obtenido se utilizó en la caracterización de metabolitos y en la biosíntesis de nanopartículas.

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