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Síntesis verde de nanopartículas de cobre y/o plata y su evaluación como agente biocida para el control de las bacterias patógenas Escherichia coli (ATCC® 25922)

Resumen

Este estudio evaluó el uso de extractos acuosos de residuos agroindustriales como agentes reductores y estabilizantes en la síntesis verde nanopartículas metálicas (CuNps, AgNps y CuAgNps) como alternativa para el control de la bacteria patógena Escherichia coli ATCC® 25922. La investigación se desarrolló en tres etapas: (i) selección de residuos agroindustriales y obtención de extractos mediante maceración y Soxhlet, optimizadas a través de diseño de experimentos para maximizar la capacidad de reducción del ion Cu+2; (ii) síntesis y caracterización de nanopartículas, aplicando diseño experimental para optimizar variables criticas (pH, concentración de extracto y sal metálica, tiempo de reacción), evaluando sus propiedades fisicoquímicas por espectrofotometría Uv-Vis, DLS, y SEM-EDX; y (iii) evaluación de su actividad antibacteriana in vitro, determinando la concentración mínima inhibitoria por microdilución en caldo. El extracto de semilla de mora (SM), obtenido por maceración acida presentó la mayor capacidad reductora. A partir de este extracto se sintetizaron las nanopartículas bajo condiciones optimizadas (10 mM de sal metálica, 75% v/v de extracto, pH 12 y 120 min de reacción). Las AgNps mostraron tamaños promedio de 113,17 ± 1,71 nm, morfología ligeramente esférica y mayor contenido metálico (15,82%), a diferencia de las CuNPs y CuAgNPs, que fueron más grandes y con menor proporción metálica. Las pruebas antimicrobianas revelaron que únicamente las AgNps evidenciaron actividad al inhibir parcialmente el crecimiento de E. coli ATCC® 25922 durante las primeras 4 horas de incubación, mientras que las CuNps y CuAgNps no mostraron actividad significativa, atribuida a su baja concentración, mayor tamaño y composición metálica limitada. Estos hallazgos evidencian el potencial de los extractos derivados de residuos agroindustriales en la síntesis sostenible de nanopartículas y resaltan los desafíos asociados a la optimización de sus propiedades fisicoquímicas para mejorar su eficiencia biocida y aplicación antimicrobiana frente a microrganismos patógenos.