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Síntesis, caracterización y aplicaciones de nanopartículas metálicas en las microalgas

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By Milthon Lujan

Punjab, India.- Una nueva revisión científica concluye que en el futuro se presentará una proliferación en la biosíntesis de nanomateriales basados en las algas, lo que probablemente tenga un enorme potencial en la farmacia, agricultura, cosmética y medicina.

La sinergía entre la ingeniería y las ciencias médicas han abierto una nueva frontera, la nanotecnología que tiene como objetivo la génesis, implementación y el uso de nanomateriales. El objetivo de la nanobiotecnología es la fabricación de partículas a nanoescala en virtud de restos biológicos que influyen en las características de las nanopartículas (NPs).

La síntesis de los nanomateriales de diversos tamaños y formas han despertado gran interés debido a sus nuevas propiedades. Consistentemente las propiedades químicas, bioquímicas y fisicoquímicas de los materiales varía inmensamente a nanoescala principalmente debido al alto aspecto de la tasa de área de la superficie a volumen. Esto conduce a considerables diferencias en la actividad biológica y catalítica, en las propiedades mecánicas, absorción óptica, entre otros.

La síntesis biológica de las nanopartículas usando microbios, enzimas, plantas y algas ha sido propuesto como una alternativa a los modos químicos y físicos de síntesis. El foco principal es la selección de compuestos que son competentes, inofensivos, eco-amigables y comercialmente viables.

En los últimos años, la ficonanotecnología, que aún se encuentra en la infancia, se ha convertido en un área excitante y en crecimiento, con gran interés en la síntesis de nanopartículas basados en las algas. Las algas son el mayor grupo fotoautotrófico de microorganismos que son fuente potencial de metabolitos secundarios, pigmentos y proteínas, que pueden servir como nanobiofactorías para las nanopartículas metálicas.

Los métodos simples que se han desarrollado comprenden la reducción extracelular o intracelular de los iones metálicos mediantes los extractos biológicos. La síntesis de las nanopartículas son facilitados por un grupo de compuestos como los terpenoides, fenólicos, flavonoides, aminas, amidas, proteínas, pigmentos, alcaloides, etc., presentes en los extractos, que ayudan en la reducción de los metales y su estabilización.

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Los investigadores de la Deemed University publicaron una revisión científica sobre la biosíntesis, mediadas por las algas, de oro, plata, platino, paladio, hierro, cadmio, óxido de titanio, óxido de zinc y nanopartículas bimetálicas plata-oro, y sus mecanismos de síntesis seguido de avances en las técnicas de caracterización con su aplicación en diferentes dominios.

Mecanismos de síntesis de nanopartículas en las algas

Las algas son conocidas por hiperacumular iones de metales pesados y poseen una excepcional capacidad para remodelarlos en formas más maleables. Debido a estos atributos, las algas son consideradas como organismos modelo para la fabricación de bio-nanomateriales. A partir de los informes disponibles, la síntesis de nanomateriales mediada por las algas incluye la preparación de (i) extracto algal, (ii) solución precursora de metales, y (iii) incubación del extracto de algas con solución precursora de metales.

Las avances científicos emplean varios sistemas de algas para la síntesis de nanopartículas metálicas. El bajo costo de cultivo, el menor tiempo de producción y la síntesis ecoamigable minimiza el uso de químicos peligrosos que hacen de las algas una plataforma alternativa para la síntesis de nanopartículas.

Cepas de cianobacterias como Spirulina spp. y Microcoleus spp. han sido usados para la síntesis de nanopartículas de plata, con un amplio espectro de actividades antibacterianas como las bacterias. Las nanopartículas de oro y de plata obtenidos de Chlorella y Ulva muestran potencial terapéutico contra las bacterias, hongos, protozoos y muchas líneas celulares de cáncer.

La microalga Scenedesmus es conocida por su retención del cadmio y puede ser considerada para las síntesis de nanopartículas que juegan un importante rol en la bioremediación. Entre todas las algas, Sargassum spp. puede ser empleado para fabricar diversas clases de nanomateriales, abriendo una nueva era científica para diagnósticos clínicos, agentes terapéuticos, fertilizantes, biosensores, empaque de alimentos, cosméticos, pinturas y biopelículas.

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Referencia:
Prerna Khanna, Amrit Kaur, Dinesh Goyal. Algae-based metallic nanoparticles: Synthesis, characterization and applications. Journal of Microbiological Methods. Volume 163, August 2019, 105656. https://doi.org/10.1016/j.mimet.2019.105656
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167701218307863 

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