Síntesis verde y caracterización de nanoestructuras de Ag para su evaluación en levaduras como modelo celular eucariota

Abstract

In recent years, the synthesis of metallic nanomaterials, especially those made of silver, has attracted research interest due to many potential applications in technological and especially medical fields. The antimicrobial properties of silver nanoparticles (AgNPs) in bacteria have been widely studied. However, the mechanism of action in eukaryotic cells is still uncertain. For this reason, it is important to know the cytotoxicity in yeasts since it is little explored in materials science. In addition, their study is a viable alternative in human health since these microorganisms have the same cellular structure in organization and processing compared to mammalian cells such as humans. On the other hand, silver nanowires (AgNWs) are being investigated for their high electrical conductivity, allowing them to have high potential in fields such as optical detection, catalysis, chemical sensors, and biomedicine. However, most of the methods used to synthesize these nanomaterials are expensive, complex, and generally use environmentally harmful reagents. For this reason, the present investigation focuses on synthesizing Ag nanostructures using a simple green method, employing the Lavandula angustifolia plant as a reducing agent of the precursor salts and stabilizers of the obtained nano solids. In addition, the sizes, shapes, dispersion, and crystalline structure were determined by different characterization techniques such as ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), infrared spectroscopy (FT-IR), nuclear magnetic resonance (NMR), X-ray diffraction (XRD), scanning microscopy (SEM) and transmission microscopy (TEM). The chemical and formation mechanism of the synthesized nanostructures was determined from the information obtained. Silver ions, nanoparticles, and nanowires were evaluated as a complement in four yeast strains, employing cell growth and viability assays to determine their toxicity.

En los últimos años, la síntesis de nanomateriales metálicos, especialmente aquellos hechos de plata, ha atraído el interés de la investigación debido a sus múltiples aplicaciones potenciales en campos tecnológicos y especialmente médicos. Las propiedades antimicrobianas de las nanopartículas de plata (AgNPs) en bacterias han sido ampliamente estudiadas. Sin embargo, el mecanismo de acción en las células eucariotas aún es incierto. Por esta razón, es importante conocer la citotoxicidad en levaduras ya que es poco explorada en ciencia de materiales. Además, su estudio es una alternativa viable en salud humana ya que estos microorganismos tienen la misma estructura celular en organización y procesamiento en comparación con células de mamíferos como los humanos. Por otro lado, los nanocables de plata (AgNWs) están siendo investigados por su alta conductividad eléctrica, lo que les permite tener un alto potencial en campos como la detección óptica, la catálisis, los sensores químicos y la biomedicina. Sin embargo, la mayoría de los métodos utilizados para sintetizar estos nanomateriales son caros, complejos y generalmente utilizan reactivos nocivos para el medio ambiente. Por tal motivo, la presente investigación se enfoca en sintetizar nanoestructuras de Ag mediante un método verde simple, empleando la planta Lavandula angustifolia como agente reductor de las sales precursoras y estabilizante de los nanosólidos obtenidos. Además, se determinaron los tamaños, formas, dispersión y estructura cristalina mediante diferentes técnicas de caracterización como espectroscopía ultravioleta-visible (UV-Vis), espectroscopía infrarroja (FT-IR), resonancia magnética nuclear (RMN), difracción de rayos X (XRD), microscopía de barrido (SEM) y microscopía de transmisión (TEM). A partir de la información obtenida se determinó el mecanismo químico y de formación de las nanoestructuras sintetizadas. Se evaluaron iones de plata, nanopartículas y nanocables como complemento en cuatro cepas de levadura, empleando ensayos de viabilidad y crecimiento celular para determinar su toxicidad.