Síntese verde de nanopartículas de prata a partir do extrato de folhas de erva-mate (Ilex paraguariensis)

Abstract

As nanopartículas de prata (AgNPs) são reconhecidas como eficazes agentes antimicrobianos e seus métodos tradicionais de síntese utilizam reagentes químicos que podem ser tóxicos e potencialmente perigosos à saúde humana e ao meio ambiente. Por este motivo, diversos pesquisadores têm buscado alternativas que sejam mais limpas e ambientalmente corretas para a síntese desses nanomateriais. Dentro deste contexto, esse trabalho teve por objetivo propor um método de síntese verde para AgNPs, utilizando os compostos bioativos presentes no extrato de erva-mate (Ilex paraguariensis). A preparação do extrato foi previamente avaliada, visando à obtenção de uma solução com alto potencial redutor. Após a realização dos testes de captura do radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH), optou-se pela utilização do extrato hidroalcoólico a 33% (v/v), utilizando as folhas de erva-mate. Posteriormente, avaliou-se o efeito da concentração desse extrato, da temperatura do meio reacional, do tempo de síntese e da concentração da solução de nitrato de prata, mantendo-se o pH do meio fixo em 8,0. Os parâmetros considerados mais satisfatórios para a síntese das nanopartículas foram a concentração do extrato de 25 mgmL^-1, a temperatura do meio reacional de 50 °C, o tempo de reação de 30 min e a concentração da solução de nitrato de prata de 1,0 mmol L^-1. Por fim, a síntese foi reconduzida nessas condições, variando-se o pH do meio de 3,0 a 12,0. A caracterização por espectroscopia de absorção molecular na região do ultravioleta e visível e microscopia eletrônica de transmissão revelou que as AgNPs sintetizadas nos diferentes pHs apresentam um máximo de absorção na faixa de 425-480 nm e um diâmetro médio entre 2,5 a 34,9 nm, com diferentes formas e estados de agregação. Considerando-se a abundância relativa de erva-mate na região da Serra Gaúcha, a facilidade de preparação do extrato, bem como a baixa toxicidade e a reduzida quantidade de reagentes utilizados no processo, o método desenvolvido revelou ser uma alternativa muito frente aos métodos tradicionais de obtenção de AgNPs.

Green synthesis of silver nanoparticles from the extract of yerba mate leaves (Ilex paraguariensis)

Silver nanoparticles (AgNPs) have been known as effective antimicrobial agents. Their traditional methods of synthesis often use chemical reagents which can be toxic and potentially hazardous to human health and the environment. In this regard, researchers have been looking for alternatives that are cleaner and more environmentally friendly for the synthesis of these nanomaterials. For this reason, this work aimed to propose a green synthesis route for AgNPs using the biocompounds present in the extract of yerba mate (Ilex paraguariensis). The preparation of the extract was previously evaluated to obtain a solution with high reduction potential. After the tests involving the capture of the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical, the hydroalcoholic extract 33% (v/v) prepared with fresh leaves of yerba mate was chosen to perform the next experiments. Subsequently, the effect of the concentration of plant extract, temperature of the reaction medium, time of synthesis, and concentration of silver nitrate solution in the AgNPs synthesis was evaluated, at fixed pH of 8.0. The best parameters for obtaining the AgNPs were 25 mg mL-1 of yerba mate extract, reaction temperature of 50 °C, reaction time of 30 min, and 1.0 mmol L^-1 solution of silver nitrate. Finally, the synthesis was conducted under these optimized conditions, varying the pH of the medium from 3.0 to 12.0. The characterization by molecular absorption spectroscopy in the ultraviolet and visible region and transmission electron microscopy revealed that the AgNPs synthesized at different pH had a maximum absorption between 425-480 nm and an average diameter of 2.5 to 34.9 nm, with different shapes and aggregation states. Taking into account the relative abundance of yerba mate in the Serra Gaúcha region, the ease of preparation of the extract, as well as the low toxicity and amount of reagents used in the process, the method developed is a viable alternative to the traditional methods of AgNPs synthesis.