Síntesis, caracterización y estudio de la actividad antimicrobial de nanopartículas de óxido de cobre obtenida por ruta química

Abstract

Con el auge de la nanotecnología se han desarrollado nanomateriales inorgánicos, que presentan un marcado efecto microbicida sobre una amplia variedad de microorganismos, tales como virus, bacterias y hongos. En la presente tesis se realizó la síntesis, caracterización y estudio de la actividad antimicrobiana de nanopartículas de óxido de cobre obtenida por ruta química. Para la obtención de las nanopartículas de óxido de cobre se utilizó como precursor el sulfato de cobre pentahidratado y como reductores orgánicos la glucosa, el ácido ascórbico y la hidracina. La caracterización se realizó por Difracción de Rayos-X (DRX) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). También se determinó la actividad antimicrobiana in vitro de las nanopartículas de óxido de cobre sobre la bacteria Staphylococcus Aureus, determinándose la concentración inhibitoria mínima (CIM). Los resultados del análisis por Difracción de Rayos X, confirmaron que a partir de la síntesis empleando ácido ascórbico como reductor se obtuvo 100% Cu puro con tamaños de partícula en el rango micrométrico. Las partículas de cobre muestran cristales bastante facetados de forma poliédrica. La síntesis empleando glucosa como reductor dio como resultado la obtención de 100% Cuprita (Cu2O) con morfología variable, se observaron esferas, cubos y tetraedros muy dependiente de la concentración de NaOH empleada en cada síntesis, con tamaños de partícula en los rangos nanométrico y micrométrico, es decir se obtuvo nanopartículas y nanoestructuras de Cu2O. De la síntesis empleando hidracina como reductor se obtuvo como resultado la formación de nanoestructuras con una composición de 74% de Cu2O y 26%Cu, es decir no se obtiene 100% cuprita. De acuerdo a los resultados de la actividad antimicrobial se puede concluir que el óxido de cobre Cu2O tiene efecto antimicrobiano sobre la bacteria Staphylococcus Aureus. La Concentración Mínima Inhibitoria, CIM, corresponde a una concentración de 16 mg/mL.

With the rise of nanotechnology, inorganic nanomaterials have been developed, which have a marked microbicidal effect on a wide variety of microorganisms, such as viruses, bacteria and fungi. In this thesis, the synthesis, characterization and study of the antimicrobial activity of copper and oxide nanoparticles obtained by chemical route was carried out. To obtain copper oxide nanoparticles was used as a precursor copper sulphate pentahydrate and glucose, ascorbic acid and hydrazine were used as organic reducers. The characterization was carried out by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The in vitro antimicrobial activity of the copper oxide nanoparticles on the Staphylococcus Aureus bacterium was also determined, determining the minimum inhibitory concentration (CIM). The results of the analysis by X-ray diffraction, confirmed that from the synthesis using ascorbic acid as a reducer 100% pure Cu was obtained with particle sizes in the micrometer range. The copper particles show quite faceted crystals of polyhedral shape. The synthesis using glucose as a reducer results in the obtaining of 100% Cuprite (Cu2O) with variable morphology, spheres, cubes and tetrahedra were observed, very dependent on the concentration of NaOH used in each synthesis, with particle sizes in the nanometric and micrometric ranges, that is, nanoparticles and nanostructures of Cu2O were obtained. The synthesis using hydrazine as a reducer resulted in the formation of nanostructures 74% Cu2O and 26% Cu, that is, do not get 100% cuprite. According to the results of the antimicrobial activity, it can be concluded that copper oxide, cuprite Cu2O, has an antimicrobial effect on Staphylococcus aureus bacteria. The CIM corresponds to a concentration of 16 mg / mL.