Nanopartículas metálicas Preparação, Caracterização e Aplicação

1. Nanopartículas metálicas Preparação, Caracterização e Aplicação Nelson Durán Instituto de Química, Biological Chemistry Laboratory, Universidade Estadual de Campinas Campinas, Brazil duran@iqm.unicamp.br Aula 8- QF-933, IQ-UNICAMP-2008

2. A IMPORTÂNCIA DAS NANOESTRUTURAS METALICAS EM SISTEMAS BIOLÓGICOS

3. Elechiguerra et al. J. Nanobiotechnol. 396) 2005

4. NANOPARTICULAS METALICAS COMO CARREGADORES

5. Lewin et al. Nat. Biotechnol. 18, 410 (2000) Gimenez et al. J. Biomed. Nanotechnol. 1, 1-7 (2005) HAuCl4 + NaHB4 Ho et al. Anal. Chem. 2004, 76, 7162-7168. Li et al. Nanotechnology 2005, 16, 1912-1917

6. BIOSSINTESE DE NANOPARTICULAS DE PRATA POR FUNGOS

7. Aspergillus fumigatus Bhaisa and D´Souza, Colloids Surf. B. Bio- interfaces 2006, 47, 166-164 Munbai-India Fusarium oxysporum Ahmad et al. Colloids Surf. B. Biointerfaces 2003, 28, 313-318. Mukherjee et al. ChemBioChem. 2002, 3, 461-463. Pune-India Phanerochaete chrysoporium Vigneshwaran et al. Colloids Surf. B. Biointerfaces, 2006, 53, 55-59 Munbai-India Aspergillus flavus Vigneshwaran et al. Mat. Lett. 2007, 61, 1413-1418 Munbai-India Pleurotus sajor-caju Vigneshwaran et al. Indian Pat. Appl. 2007:709864 ESI Ag Phoma sp Chen et al. Lett. Appl. Microbiol. 2003, 37, 105-108 Beijing, China ESI N

8. Durán et al. J. Biomed. Nanotechnol. 2007, 3, 203-208. Campinas, SP-Brazil Fusarium oxysporum Durán et al. J. Nanobiotechnol. 2005. 3:8, 1-7. Campinas-SP-Brazil

9. BIOSSINTESE DE NANOPARTICULAS DE PRATA POR BACTERIAS E LEVEDURAS

10. Yeast strain Kowshik et al. Nanotechnology 2003, 14, 95-100. Berlin, Germany Aeromonas sp. Fu et al. Chin.J. Chem. Eng. 2006, 14, 114-116. Xiamen, China Enterobacter clocae Shahverdi et al. Process Biochem. 2007, 42, 919-923 Teheran-Iran

11. BIOSINTESE DE NANOPARTICULAS DE PRATA POR EXTRATOS DE PLANTAS

12. Geranium (Pelargonium graveolens) Shankar et al. Biotechnol Prog. 2003, 19, 1627-1631 Pune, India Neem leaf broth Shankar et al.J. Colloid Interf. Sci. 2004, 275, 496-502. Pune,India

13. Cinnamomum camphora leaf Huang et al. Nanotechnology, 2007, 18, 1-11 Xiamen, China Alfalfa grass Gardea-Torresdey, Langmuir2003, 19, 1357-1361 Texas, USA/Mexico, Mexico Aloe vera plant extract Chandran et al., Biotechnol Prog. 2006, 22, 577-583. Pune, India Emblica Officinalis Ankamwar et al. J. Nanosc. Nanotechnol. 5, 1665-1671. Pune, India

14. ASPECTOS MECANISTICOS DE BIOSSINTESE DE NANOPARTICULAS DE PRATA

15. The silver-binding peptides from Pseudomonas stutzeriAG259 cells were obtained by using a combinatorial approach to identify these peptides from a phage display library of random peptides. The interaction of peptide with the metal clusters provides a chemically reducing environment around the cluster, thereby allowing further accelerated reduction of silver ions at the interface between peptide and metal. Naik et al. Nature Mater. 2002, 1, 169-172. Ohio, USA

16. Specific for Au Stacik et al. J. Mater Chem. 2005, 15, 749-753 Si and Mandal, Chem Eur. J. 2007, 13, 3160-3168. Kolkata, India Similar results with tryptophan and gold Selvakannan et al. J. Colloids Interf. Sci. 2004, 269, 97-102 Bhattacharjee et al. J. Nanosci. Nanotechnol. 2005, 5, 1141-1147. Selvakannan et al. Langmuir 2004, 20, 7825-7836. Pune, India

17. Fusarium oxysporum Durán et al. J. Nanobiotechnol. 2005. 3:8, 1-7. Campinas-SP-Brazil Durán et al. J. Biomed. Nanotechnol. 2007, 3, 203-208. Campinas, SP-Brazil Fusarium moniliformewas negative in quinone production

18. NANOPARTICULAS METALICAS COMO CARREGADORES DE ANTIBIOTICOS

19. SINTESE DE NANOPARTCIULAS METALICAS 85oC FeCl3 + 6H2O + FeCl2 . 4H2O + NH4OH -------------- HAuCl4 + NaBH4 --------------- [Ag(NH3)2]+ Ascorbic acid/1 h r.t. --------------

20. PREPARAÇÃO Sintese química de nanoparticulas de prata

21. Preparação Método Químico – Oxido- Redução – Citrato de sódio Problemas • Resíduos na dispersão final • Estabilização das partículas • Larga Faixa de diâmetro de Partículas Método Biológico – Fungos- Fusarium oxysporium

22. PREPARAÇÃO Biossintese de nanoparticulas de prata Fusarium oxysporum crescido por 7 dias A biomassa foi filtrada e ressupensa em água esteril A biosmassa foi filtrada e AgNO3 (10 mM) foi adiconada no liquido fungico Absorção foi medida em UV-Vis

23. 24 h Líquido Fungal antes da adição do Nitrato de Prata Líquido Fungal 24h após a adição do Nitrato de Prata Fusarium oxysporium em água Fusarium oxysporium Durán et al., Journal of Nanobiotechnology, 1 (2005)

24. 24 h Durán et al. J. Nanobiotechnol. 2005

25. Biossíntese

26. Biossíntese A) Bright field image of the silver nanoparticles, B) ESI map for Ag atoms, C) ESI map for N atoms and D) ESI map for S atoms.- Durán et al. - J. Biomed. Nanotecnol. 3(2) 2007.

27. Silver nanoparticles Size: 1,6 nm (biosynthesis) Silver nanoparticles Size: 175 nm (Chemical synthesis) Durán et al. J. Nanobiotechnol. 2005

28. Tratamento de efluentes com C. violaceum

29. Durán et al. - J. Biomed. Nanotecnol. 3(2) 2007.

30. Incorporação de nanoparticulas de prata Durán et al. - J. Biomed. Nanotecnol. 3(2) 2007.

31. Tecido de Algodão Tecido de algodão no teste de atividade antibacteriana Durán et al., Journal of Biomedical Nanotecnology 3, 203 (2007)

32. Microscopia Eletrônica de Varredura do tecido sem prata (Controle) após o contato com Bactéria Microscopia Eletrônica de Varredura do tecido contendo nanopartículas de prata após o contato com Bactéria Observa-se bactéria no tecido Não se Observa nenhum crescimento bacteriano

33. AATC 147 Método Padrão de traços paralelos Resultados contra S aureus: não tratada (esquerda) e tratadas com nanoparticulas de prata (direita)

34. EFEITO ANTIBACTERIANO DE NANOPARTICULAS DE PRATA Silver nanoparticles from Aspergillus niger Gade et al., Appl. Microbiol. Biotechnol., submitted (2007) (Amravati-India/Campinas SP-Brazil)

35. NANOPARTICULAS DE PRATA COMO CARRGADORES DE ANTIBIOTICOS

36. P. Li, J. Li, C. Wu, Q. Wu,J. Li. Synergistic antibacterial effects of β-lactam antibiotic combined with silver nanoparticles. Nanotechnology 16, 1912–1917 (2005) Without any antibiotics 5 ug/mL of silver nanoparticles 150 ug/mL of amoxicillin 150 ug/mL of amoxicillin + 5 ug/mL of silver nanoparticles

37. E. coli 5 x 106 cfu bac., a) 5 ug mL-1 silver nanoparticles b) 0.150 ug mL-1 antibiotic, c) 0.150 ug mL-1 antibiotic + a), d) b) + 10 ug mL-1 silver nanoparticles

38. MECANISMO DE AMOXICILINA Li et al., Nanotechnology 16, 1912 (2005).

39. CLINDAMYCIN

40. NANOPARTICULAS DE PRATA COMO CARREGADORES DE FARMACEUTICOS CLIN CLIN CLIN CLIN CLIN CLIN CLIN CLIN Chemical and fungal synthesis Brocchi et al. J. Nanosci. Nanotechnol., submitted (2008)

41. CONCENTRAÇÃO INIBITORIA MINIMA (MIC) Durán et al., Crit. Rev. Microbiol. Submitted (2007).

42. VANCOMICINA EM NANOPARTICULAS PARA AUMENTAR SUA ATIVIDADE ANTIMICROBIANA Gu et al. Nano Lett. 3, 1261-1263 (2003)

44. SINTESE DE NANOPARTICULAS DE OURO COM VANCOMICINA

47. Ver também: Gu et al., Chem. Commun., 2006, 941–949.

48. SINTESE DE NANOPARTICULAS DE OURO ASSOCIADA A IgG HAuCl4 + NaBH4 IgG de soro humano

49. MAGNETITA CARREGADA COM BIOATIVOS BIOACTIVE Esta metodologia aplica tambem a nanoparticulas de ouro N. Durán, 2º Reunião Ciência Tecnologia Sociedade Buenos Aires-Argentina, 5-8 de Junho, 2006.

50. BACTERIA