¿Qué es la biosíntesis de nanopartículas?
Las nanopartículas han ganado considerable importancia a principios del siglo XXI debido a la expansión de la industria de la nanotecnología, y se han realizado muchas investigaciones para encontrar métodos de producción baratos, convenientes y seguros. La biosíntesis de nanopartículas (producción de nanopartículas por organismos vivos o material de origen biológico) es una ruta que promete mucho. Hay varios tipos de biosíntesis que pueden emplearse, por ejemplo, las nanopartículas pueden sintetizarse usando bacterias u hongos vivos, o usando extractos de plantas. Estas técnicas pueden proporcionar ventajas sobre los métodos más tradicionales de síntesis de nanopartículas porque son amigables con el medio ambiente, pueden tener lugar a temperatura ambiente o inferior, y requieren poca intervención o aporte de energía. Los organismos involucrados generalmente se cultivan fácilmente en medios orgánicos simples, son un recurso renovable y, por lo general, simplemente se puede dejar que hagan su trabajo.
Desde hace tiempo se sabe que varios organismos podrían sintetizar partículas inorgánicas, como la sílice y el carbonato de calcio, o tiza. Muchos microorganismos pueden reducir los iones metálicos a metal. Algunas bacterias pueden producir material magnético mediante la reducción de compuestos de hierro, incorporando nanopartículas magnéticas en los cuerpos conocidos como magnetosomas dentro de sus células. El interés en estas actividades microbianas ha llevado al desarrollo de tecnologías diseñadas para permitir la biosíntesis de nanopartículas.
Las nanopartículas de plata y oro son de particular interés, ya que tienen una amplia gama de posibles aplicaciones, y el foco principal de la investigación sobre la biosíntesis de las nanopartículas ha sido en estos metales. Aunque los metales en sus formas más familiares no son muy reactivos, son, como muchas sustancias, mucho más reactivos en forma de nanopartículas. Esto se debe en gran medida a la relación superficie / volumen mucho mayor. Las nanopartículas de plata y oro se pueden usar como catalizadores, agentes antibacterianos, sistemas de administración de medicamentos, tratamientos contra el cáncer y en el monitoreo de varios productos bioquímicos.
Se han empleado con éxito varios tipos de bacterias en la biosíntesis de nanopartículas. Esto puede tener lugar tanto intracelularmente dentro de las células vivas como extracelularmente fuera de las células. Se ha descubierto que una cepa de la bacteria Escherichia coli fácilmente disponible produce nanopartículas de plata intracelulares y extracelulares cuando se agrega una solución de nitrato de plata (AgNO 3 ) a su medio de crecimiento. Varias otras bacterias, incluidas las cianobacterias, también pueden producir nanopartículas de plata a partir de nitrato de plata. Se cree que las bacterias usan el anión nitrato (NO 3 - ) como fuente de nitrógeno, dejando plata metálica.
Las nanopartículas de oro han sido sintetizadas por bacterias a partir de compuestos de cloro de oro solubles en agua conocidos como cloroauratos, que presentan un anión AuCl 4 . Se han utilizado con éxito varias bacterias diferentes para este propósito y se pueden producir nanopartículas dentro y fuera de las células bacterianas. En algunos casos, la forma de las nanopartículas de oro producidas puede controlarse ajustando el pH del medio.
Los hongos y las plantas con flores también se han utilizado experimentalmente para sintetizar nanopartículas. Se ha encontrado que las preparaciones de varias especies de Aspergillus y otros mohos, así como al menos una especie de hongo comestible, producen nanopartículas extracelulares de plata y oro. Se ha observado que los extractos de varias plantas con flores, incluyendo Aloe vera y Pelargonium graveolens , un tipo de geranio, forman nanopartículas de plata y oro al mezclarse con compuestos solubles adecuados de estos metales.