Síntesis y caracterización de bionanocompuestos quitosano/afinina-AgNPs mediante electrospinning

Abstract

The present investigation research reports the synthesis of a unique chitosan based nanocomposite as a result of its coupling with the natural product affinin and silver nanoparticles (AgNPs) generated form the chemical reduction of the affinin-AgNO3 complex. The complex reduction to affinin-AgNPs was carried out into acid aqueous chitosan solutions using the biopolymer itself as reducing, dispersant and stabilizing agent, as well as solar radiation as the energy source to induce the chemical reduction of the starting complex. The final CTS/affinin-AgNPs composite is presented as nanofibers obtained from the processing of the previously reduced polymer solutions through the Electrospinning process. After several assays, the suitable parameters of the Electrospinning process as well as those of the solutions to generate composite nanofibers of good quality were determined. The synthesis of AgNPS was confirmed through UV-Vis spectroscopy, the chemical interactions between the polymer and NPMs were analyzed via Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FT-IR). The nanoparticles distribution along nanofibers as well as nanofibers’ morphology and quality were observed by means of Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM). Finally, microbiological testing against common bacteria was carried out resulting in enhanced antimicrobial activity. The proposed methodology allows the successful production of CTS/affinin-AgNPs composites with antibacterial activity. The proposed synthesis process is economic, efficient, fast, easy and ecofriendly.

El presente trabajo de investigación reporta la síntesis de nanocompuestos únicos base quitosano (CTS) como resultado de su acoplamiento con el producto natural afinina y nanopartículas de plata (AgNPs) generadas a partir de la reducción del complejo afinina-AgNO3. La reducción del complejo antes mencionado a afinina-AgNPs se llevó a cabo en soluciones acuosas ácidas de quitosano empleando al mismo biopolímero como agente reductor, dispersante y estabilizante, así como radiación solar como fuente de energía para inducir la reducción química del complejo de partida. El compuesto final CTS/afinina-AgNPs se presenta en forma de nanofibras las cuales fueron obtenidas mediante el procesamiento en un equipo de Electrospinning de las soluciones sometidas previamente a reducción química. Después de varios ensayos, se determinaron los parámetros adecuados tanto del equipo como de las soluciones poliméricas para la generación de nanofibras compuestas de buena calidad. La síntesis de las AgNPs fue confirmada por medio de Espectroscopia UV-Vis, las interacciones químicas entre el polímero y las nanopartículas metálicas (NPMs) fueron analizadas vía Espectroscopia de Infrarrojo por Transformada de Fourier (FT-IR). Por medio de la técnica de Microscopía Electrónica de Barrido por Emisión de Campo (FESEM) se observó la distribución de las nanopartículas a lo largo de las nanofibras de las cuales a su vez se analizó su morfología y calidad. Finalmente, se realizaron ensayos microbiológicos con especies bacterianas comúnmente encontradas en el ambiente, lo que resultó en una actividad antimicrobiana potenciada. Gracias a la metodología utilizada, se obtuvieron exitosamente nanocompuestos de CTS/afinina-AgNPs con actividad antimicrobiana. El proceso de síntesis propuesto es económico, eficiente, rápido, fácil y sobretodo amigable con el medio ambiente.