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)

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dc.contributor.advisorNabarlatz, Debora Alcida
dc.contributor.authorGuerrero Rodríguez, Julián Mauricio
dc.contributor.evaluatorSánchez Torres, Viviana
dc.contributor.evaluatorViejo Abrante, Fernando
dc.date.accessioned2025-05-27T18:53:55Z
dc.date.available2025-05-27T18:53:55Z
dc.date.created2025-05-26
dc.date.issued2025-05-26
dc.description.abstractEste 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.
dc.description.abstractenglishThis study aims to evaluate the use of aqueous extracts from agro-industrial residues as reducing and stabilizing agents in the green synthesis of metallic nanoparticles (CuNps, AgNps, and CuAgNps), as an alternative to conventional biocides for controlling the pathogenic bacterium Escherichia coli (ATCC® 25922). The research was conducted in three stages: (i) selection of regional agro-industrial wastes and production of extracts using maceration and Soxhlet techniques, optimized through experimental design to enhance their Cu+2 reducing capacity; synthesis and characterization of nanoparticles, applying experimental design to optimize critical variables (pH, extract and metal salt concentration, and reaction time), and assessing physicochemical properties by Uv-Vis spectroscopy, DLS, and SEM-EDX; and (iii) in vitro evaluation of antibacterial activity by determining the minimum inhibitory concentration (MIC) using broth microdilution assays. The blackberry seed extract, obtained by acidic maceration, showed the highest reducing capacity. This extract was used to synthesize nanoparticles under optimal conditions (10 mM metal salt, 75% v/v extract, pH 12 y 120 min de reaction). AgNps exhibited the smallest average size (113,17 ± 1,71 nm), nearly spherical morphology, and the highest metal content (15,82%), while CuNps and CuAgNps were significantly larger and contained lower elemental metal content. Only AgNps demonstrated antibacterial activity, partially inhibiting E. coli growth during the first 4 hours of incubation. These findings highlight the potential of agro-industrial waste-derived plant extracts for sustainable nanoparticle synthesis and emphasize the need to optimize physicochemical properties to enhance the biocidal efficiency of green-synthesized nanoparticles against pathogenic microorganisms.
dc.description.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001643575
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Química
dc.description.googlescholar-
dc.description.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-2126-6284
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/45698
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectNanopartículas
dc.subjectSíntesis verde
dc.subjectExtractos vegetales
dc.subjectResiduos agroindustriales
dc.subjectActividad antibacteriana
dc.subjectMicroorganismos patógenos
dc.subjectDiseño de experimentos
dc.subject.keywordNanoparticles
dc.subject.keywordGreen synthesis
dc.subject.keywordPlant extracts
dc.subject.keywordAgro-industrial waste
dc.subject.keywordAntibacterial activity
dc.subject.keywordPathogenic microorganism
dc.subject.keywordExperimental design
dc.titleSíntesis 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)
dc.title.englishGreen Synthesis of Copper and Silver Nanoparticles and Their Evaluation as Biocidal Agents for the Control of the Pathogenic Bacterium Escherichia coli (ATCC® 25922)
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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