O que é a biossíntese de nanopartículas?
As nanopartículas ganharam considerável importância no início do século 21, devido à expansão da indústria de nanotecnologia, e muita pesquisa foi feita para encontrar métodos de produção baratos, convenientes e seguros. A biossíntese de nanopartículas - produção de nanopartículas por organismos vivos ou material de origem biológica - é uma rota que mostra muitas promessas. Existem vários tipos de biossíntese que podem ser empregados - por exemplo, as nanopartículas podem ser sintetizadas usando bactérias ou fungos vivos, ou usando extratos de plantas. Essas técnicas podem oferecer vantagens sobre os métodos mais tradicionais de sintetizar nanopartículas porque são ecologicamente corretas, podem ocorrer em torno da temperatura ambiente ou menos e requerem pouca intervenção ou aporte de energia. Os organismos envolvidos são geralmente facilmente cultivados em meios orgânicos simples, são um recurso renovável e geralmente podem ser deixados para fazer seu trabalho.
Há muito se sabe que vários organismos poderiam sintetizar partículas inorgânicas, incluindo sílica e carbonato de cálcio ou giz. Muitos microorganismos são capazes de reduzir íons metálicos em metal. Algumas bactérias podem produzir material magnético pela redução de compostos de ferro, incorporando nanopartículas magnéticas em corpos conhecidos como magnetossomas em suas células. O interesse nessas atividades microbianas levou ao desenvolvimento de tecnologias projetadas para permitir a biossíntese de nanopartículas.
As nanopartículas de prata e ouro são de particular interesse, pois possuem uma ampla gama de aplicações possíveis, e o foco principal da pesquisa sobre a biossíntese de nanopartículas tem sido sobre esses metais. Embora os metais em suas formas mais familiares não sejam muito reativos, eles são - como muitas substâncias - muito mais reativos na forma de nanopartículas. Isso se deve em grande parte à proporção muito maior da área da superfície do volume. Nanopartículas de prata e ouro podem ser usadas como catalisadores, agentes antibacterianos, sistemas de administração de medicamentos, tratamentos anticâncer e no monitoramento de vários bioquímicos.
Vários tipos de bactérias foram empregados com sucesso na biossíntese de nanopartículas. Isso pode ocorrer tanto intracelularmente - dentro das células vivas - quanto extracelularmente - fora das células. Verificou-se que uma cepa da bactéria Escherichia coli, prontamente disponível, produz nanopartículas de prata intracelulares e extracelulares quando uma solução de nitrato de prata (AgNO 3 ) é adicionada ao seu meio de crescimento. Várias outras bactérias, incluindo cianobactérias, também podem produzir nanopartículas de prata a partir de nitrato de prata. Pensa-se que as bactérias usem o ânion nitrato (NO 3 - ) como fonte de nitrogênio, deixando prata metálica.
Nanopartículas de ouro foram sintetizadas por bactérias a partir de compostos de cloro-ouro solúveis em água, conhecidos como cloroauratos, que apresentam um ânion AuCl 4 . Várias bactérias diferentes foram usadas com sucesso para esse fim e nanopartículas podem ser produzidas dentro e fora das células bacterianas. Em alguns casos, a forma das nanopartículas de ouro produzidas pode ser controlada ajustando o pH do meio.
Fungos e plantas com flores também têm sido utilizados experimentalmente para sintetizar nanopartículas. Verificou-se que as preparações de várias espécies de Aspergillus e outros bolores, bem como de pelo menos uma espécie de cogumelo comestível, produzem nanopartículas extracelulares de prata e ouro. Observou-se que extratos de várias plantas com flores, incluindo Aloe vera e Pelargonium graveolens , um tipo de gerânio, formam nanopartículas de prata e ouro ao misturar com compostos solúveis adequados desses metais.