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Nanopartículas Núcleo-Camada de Magnetita-Prata para Aplicações Bactericidas

Nanoparticles Core-Layer Silver-Magnetite for Bactericides Applications

MONTEIRO, Mayra; OLIVEIRA, Karyn; MORAIS, Paula; TORRES, Marco Antonio Morales;

Completo:

As nanopartículas de prata metálica e seus óxidos tem mostrado atividade biocida contra bactérias gram positivas e gram negativas. Neste trabalho propomos o uso de nanopartículas núcleo-camada (NC) de magnetita-óxido de prata como um material desinfetante para água poluída com bactérias. As partículas magnéticas NC têm a vantagem de serem reutilizáveis após sua ação em um meio aquoso contaminado por patógenos. A extração das partículas NC será feita usando o campo magnético gerado por um ímã permanente. A magnetita (Fe3O4) foi preparada através da oxidação e co-precipitação de íons de Fe2+ em meio alcalino de KOH e KNO3 e em atmosfera de gás de nitrogênio. A prata foi depositada sobre a superfície da Fe3O4 em meio líquido, em 300K e com pH básico. Após interação da prata com a magnetita, as nanopartículas NC foram extraídas magneticamente. As amostras foram caracterizadas usando as técnicas de difração de raios-X (DRX), espectroscopia Mössbauer (EM) do 57Fe e medidas de magnetização (MxH). Das medidas de DRX constatamos a presença de picos característicos da magnetita (Fe3O4), da prata (Ag) e do óxido de prata (Ag2O), da análise Rietveld determinamos o diâmetro médio das partículas de Fe3O4, apresentando valor de 30 nm. As medidas de EM mostraram dois subespectros sextetos, os quais correspondem aos íons de Fe3+ e (Fe2+ e Fe3+) ocupando sítios tetraedrais e octaedrais, respectivamente. A medida de MxH apresentou magnetização de saturação de 96 emu/g. Para verificar a formação da camada de Ag2O sobre as partículas de Fe3O4 determinamos o ponto de zero carga (PZC) das nanopartículas NC. O PZC corresponde ao valor de pH = 9.3, esse valor é muito diferente do PZC da magnetita em pH=7. A diferença observada pode ser devida à presença de prata metálica na superfície da magnetita. Esse material apresenta forte potencial para desinfetar líquidos que não podem ser tratados com cloro ou outros meios convencionais.

Completo:

The metallic silver nanoparticles and their oxides have shown biocidal activity against gram positive and gram negative bacteria. In this paper we propose the use of core-shell nanoparticle (CSN) of magnetite silver-oxide as a disinfectant material for polluted water with bacteria. The CSN have the advantage of being reusable after its action in an aqueous medium contaminated by pathogens. The extraction of the CSN will be done by using the magnetic field generated by a permanent magnet. Magnetite (Fe3O4) was prepared by oxidation and co-precipitation of Fe2+ ions in an alkaline medium of KOH and KNO3 in an atmosphere of nitrogen gas. Silver was deposited on the surface of the Fe3O4 nanopartícles dispersed in water at basic pH and 300K. After interaction of silver with magnetite, the NC nanoparticles were magnetically extracted. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Mössbauer spectroscopy (MS) and magnetization measurements (MxH). From the XRD results, it was verified the presence of characteristic peaks of magnetite (Fe3O4), silver (Ag) and silver oxide (Ag2O) The average particle diameter of Fe3O4 was of 30 nm. The Mössbauer spectrum showed two subespectra, which correspond to Fe3+ and (Fe2+ and Fe3+) ions occupying octahedral and tetrahedral sites respectively. The magnetization measurement showed saturation magnetization of 96 emu/g. To prove the formation of Ag2O shell on the Fe3O4 surface particle it was determined the point of zero charge (PZC). The PZC obtained was of 9,3, this value was in agreement with the one expected for silver oxide. This material has great potential for disinfecting liquids that can’t be treated with chlorine or other conventional means.

Palavras-chave: Fe3O4; Ag2O; Ag+; bactérias; nanopartículas.,

Palavras-chave: Fe3O4; Ag2O; Ag+;bacterium;nanoparticles.,

DOI: 10.5151/chenpro-5erq-eng1

Referências bibliográficas
  • [1] ALTIMAN, M. S. Divalent silver oxide bactericids. United Stats Patent. N° 5089584, 1992.
  • [2] CLEMENT, J. C.; JARRETT P.S.; Antibacterial Silver. Metal-Based Drugs. v. 1, p. 5- 6, 1994.
  • [3] CORNELL, R.M.; SCHERTMANN U. The Iron Oxides, Segunda edição, Wiley-VCH, Weinheim, Alemanhã, 200
  • [4] FENG, Q.L.; WU, J.; CHEN, G. Q.; CUI, F. Z.; KIM, T. N.; KIM, J. O. A mechanistic study of the antibacterial effect of silver ions on Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Journal of Biomedical Materials Research Part A. 2000. v. 52, n° p. 662-668.
  • [5] FOX, C.L.; MODAK, S.M.; Mechanism of Silver Sulfadiazine Action on Burn Wound Infections. Antimicrobial Agents and Chemotherapy. v. 5, No. 6. p. 582-588, 1974.
  • [6] GUGGENBICHLER, J. P.; BOSWALD, M.; LUGAUER, S.; KRALL, T. A New Technology of Microdispersed Silver in Polyurethane Induces Antimicrobial Activity in Central Venous Catheters. Infection. v. 27. p. 16-23, 1999.
  • [7] KLUEH,U.; WAGNER, V.; KELLY, S.; JOHNSON, A.; BRYERS, J. D. Efficacy of Silver-Coated Fabric to Prevent Bacterial Colonization and Subsequent Device-Based Biofilm Formation. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. v. 53. p. 621-631. 2000.
  • [8] LOK, C. HO, C.; CHEN, R.; HE, Q.; YU, W.; SUN, H.; TAM, P. K.; CHIU, J.; CHE, C. Silver nanoparticles: partial oxidation and antibacterial activities. Journal of Biological Inorganic Chemistry. v. 12, n° 4. p. 527-534, 2007.
  • [9] RADHESHKUMAR, C.; MUNSTEDT, H. Antimicrobial polymers from polypropylene/silver composites – Ag – release measured by anode stripping voltammetry. Reactive & Functional Polymers. v. 66. p. 780-788, 2006.
  • [10] RAI, M.; YADAV, A.; GADE, A. Silver nanoparticles as a new generation of antimicrobials. Biotechnology Advances. v. 27. p. 76-83, 2009.
  • [11] SILVESTRY-RODRIGUEZ, N.; SICAIROS-RUELAS, E. E.; GERBA, C. P.; BRIGHT, K. R. Silver as a Disinfectant. Rev Environ ContamToxicol. 2007. v. 191. p. 23–45
  • [12] SOLIOZ, M.; ODERMATT, A. Copper and Silver Transport by CopB-ATPase in Membrane Vesicles of Enterococcus Hirae. The JournalofBiologicalChemistry. v. 270, n°16, p. 9217-9221, 1995.
  • [13] SOUZA, E. C. Síntese de magnetita e ação antibacteriana do Ag2O em matriz de alginato magnético.Mestranda em Física,Mossoró: UERN; 2011.111p.
  • [14] TORTORA, G. J.; FUNKE B. R.; CASE C. L. Microbiologia. Artmed, 2005.
Como citar:

MONTEIRO, Mayra; OLIVEIRA, Karyn; MORAIS, Paula; TORRES, Marco Antonio Morales; "Nanopartículas Núcleo-Camada de Magnetita-Prata para Aplicações Bactericidas", p. 882-893 . In: Anais do V Encontro Regional de Química & IV Encontro Nacional de Química [=Blucher Chemistry Proceedings].. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 2318-4043, DOI 10.5151/chenpro-5erq-eng1

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