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Síntese e caracterização de nanopartículas de prata e determinação da sua atividade antimicrobiana

One of modern society’s main issues is the search for new ways to combat pathogenic bacterias responsible for a range of diseases. These bacteria are highly mutable and increasingly resistant to antibiotics, that are increasingly limited and difficult and slow to develop. In this work, knowing the e...

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Autor principal:	Celestino, Matheus Felipe
Formato:	Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2021
Assuntos:	Nanotecnologia Bactérias patogênicas Polímeros Nanotechnology Bacteria, Pathogenic Polymers CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23910
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id	riut-1-23910
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spelling	riut-1-239102021-01-20T06:09:58Z Síntese e caracterização de nanopartículas de prata e determinação da sua atividade antimicrobiana Synthesis and characterization of silver nanoparticles and determination of their antimicrobial activity Celestino, Matheus Felipe Eising, Renato Busso, Cleverson Scheufele, Fabiano Bisinella Eising, Renato Nanotecnologia Bactérias patogênicas Polímeros Nanotechnology Bacteria, Pathogenic Polymers CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA One of modern society’s main issues is the search for new ways to combat pathogenic bacterias responsible for a range of diseases. These bacteria are highly mutable and increasingly resistant to antibiotics, that are increasingly limited and difficult and slow to develop. In this work, knowing the existence of silver's antimicrobial properties, searched to synthesize, characterize and evaluate the effects of silver nanoparticles (Ag-NPs) on bacterial cultures aiming at applications mainly on polymeric films / blends and surfaces. The synthesis of Ag-NPs was performed using the chemical reduction method using silver nitrate (AgNO3) as precursor salt, sodium borohydride (NaBH4) as reducing salt and carboxymethylcellulose (CMC) as stabilizing agent. To determine the optimal concentrations of each reagent, were used the factorial design and response surface obtained after UV-vis spectroscopy of each sample. UV-Vis spectrometry and electron transmission microscopy (TEM) were used to characterize Ag-NPs optimally synthesized (CMC: 0,07% (m/v); NaBH4: 3,5 x 10-4 mol L-1; e AgNO3: 3,5 x 10 -4 mol L-1) by obtaining surface plasmon band (BPS) scans, dispersion and Ag-NPs’s diameter - 2.01 ± 0.54 nm. In microbiological tests, diffusion plaque test was used to determine qualitative elements (evidence of antibacterial effect and effectiveness) and microdilution plaque and spot test for quantitative elements (determination of minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) respectively). The concentrations obtained were: Clostridium perfringens: MIC = 0.0149 μg mL-1, MBC = 0.0149 μg mL- 1; Staphylococcus aureus: MIC = 0.0299 μg mL-1, MBC = 0.0299 μg mL-1; Escherichia coli: MIC = 0.0149 μg mL-1, MBC = 0.0299 μg mL-1; Pseudomonas aeruginosa: MIC = 0.0299 μg mL-1, MBC = 0.0299 μg mL-1. These results demonstrated the effects of Ag-NPs against the effects with different macromolecular complexes on the cell wall, with a high potential for application and future work, as Ag-NPs were not only able to inhibit / remove C. perfringens , E. coli, and S. aureus in similars ampicillin’s concentracions (an antibiotic commonly used without microbiological control), but were also used against P. aeruginosa - an ampicillin resistant bacterium. Uma das principais questões da sociedade moderna atualmente é a busca por novas formas de combate às bactérias patogênicas responsáveis por uma vasta gama de enfermidades. Essas bactérias são altamente mutáveis e a cada dia se tornam mais resistentes aos antibióticos, que, por sua vez, estão cada vez mais limitados e com difícil e demorado desenvolvimento. Neste trabalho, sabendo da existência das propriedades antimicrobianas da prata, buscou-se sintetizar, caracterizar e avaliar os efeitos das nanopartículas de prata (Ag-NPs) em cultivos bacterianos visando aplicações principalmente em filmes/blendas poliméricas e superfícies. A síntese das Ag-NPs foi realizada através do método químico de redução utilizando nitrato de prata (AgNO3) como sal precursor, boroidreto de sódio (NaBH4) como sal redutor e carboximetilcelulose (CMC) como agente estabilizante. Para determinar as concentrações ideais de cada reagente utilizou-se o planejamento fatorial e a superfície de resposta obtida após a espectrometria UV-Vis de cada amostra. Utilizou-se também a espectrometria UV-Vis e microscopia de transmissão eletrônica (TEM) para se caracterizar as Ag-NPs sintetizadas no ponto ótimo (CMC: 0,07% (m/v); NaBH4: 3,5 x 10-4 mol L-1; e AgNO3: 3,5 x 10 -4 mol L-1) obtendo-se varreduras da banda plasmon de superfície (BPS), dispersão e diâmetro das Ag-NPs – 2,01 ± 0,54 nm. Nos testes microbiológicos realizou-se a difusão em placa para determinar elementos qualitativos (comprovação e eficácia do efeito antimicrobiano) e a microdiluição em placa e o spot test para elementos quantitativos (determinação da concentração inibitória mínima (CIM) e da concentração bactericida mínima (CBM) respectivamente). As concentrações obtidas foram: Clostridium perfringens: CIM = 0.0149 μg mL-1, CBM = 0.0149 μg mL-1; Staphylococcus aureus: CIM = 0.0299 μg mL-1, CBM = 0.0299 μg mL-1; Escherichia coli: CIM = 0.0149 μg mL- 1, CBM = 0.0299 μg mL-1; Pseudomonas aeruginosa: CIM = 0.0299 μg mL-1, CBM = 0.0299 μg mL-1. Esses resultados demonstraram os efeitos das Ag-NPs contra bactérias com diferentes complexos macromoleculares na parede celular verificando-se um elevado potencial de aplicação e trabalhos futuros, pois as Ag-NPs não somente foram capazes de inibir/eliminar a C. perfringens, E. coli, e S. aureus em concentrações similares às da ampicilina (um antibiótico comumente utilizado no controle microbiológico), mas como também foram eficazes contra a P. aeruginosa – uma bactéria ampicilina resistente. 2021-01-19T19:06:24Z 2021-01-19T19:06:24Z 2019-12-12 bachelorThesis CELESTINO, Matheus Felipe. Síntese e caracterização de nanopartículas de prata e determinação da sua atividade antimicrobiana. 2019. Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Toledo, 2019. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/23910 por openAccess application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Toledo Brasil Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia UTFPR
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description	One of modern society’s main issues is the search for new ways to combat pathogenic bacterias responsible for a range of diseases. These bacteria are highly mutable and increasingly resistant to antibiotics, that are increasingly limited and difficult and slow to develop. In this work, knowing the existence of silver's antimicrobial properties, searched to synthesize, characterize and evaluate the effects of silver nanoparticles (Ag-NPs) on bacterial cultures aiming at applications mainly on polymeric films / blends and surfaces. The synthesis of Ag-NPs was performed using the chemical reduction method using silver nitrate (AgNO3) as precursor salt, sodium borohydride (NaBH4) as reducing salt and carboxymethylcellulose (CMC) as stabilizing agent. To determine the optimal concentrations of each reagent, were used the factorial design and response surface obtained after UV-vis spectroscopy of each sample. UV-Vis spectrometry and electron transmission microscopy (TEM) were used to characterize Ag-NPs optimally synthesized (CMC: 0,07% (m/v); NaBH4: 3,5 x 10-4 mol L-1; e AgNO3: 3,5 x 10 -4 mol L-1) by obtaining surface plasmon band (BPS) scans, dispersion and Ag-NPs’s diameter - 2.01 ± 0.54 nm. In microbiological tests, diffusion plaque test was used to determine qualitative elements (evidence of antibacterial effect and effectiveness) and microdilution plaque and spot test for quantitative elements (determination of minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) respectively). The concentrations obtained were: Clostridium perfringens: MIC = 0.0149 μg mL-1, MBC = 0.0149 μg mL- 1; Staphylococcus aureus: MIC = 0.0299 μg mL-1, MBC = 0.0299 μg mL-1; Escherichia coli: MIC = 0.0149 μg mL-1, MBC = 0.0299 μg mL-1; Pseudomonas aeruginosa: MIC = 0.0299 μg mL-1, MBC = 0.0299 μg mL-1. These results demonstrated the effects of Ag-NPs against the effects with different macromolecular complexes on the cell wall, with a high potential for application and future work, as Ag-NPs were not only able to inhibit / remove C. perfringens , E. coli, and S. aureus in similars ampicillin’s concentracions (an antibiotic commonly used without microbiological control), but were also used against P. aeruginosa - an ampicillin resistant bacterium.
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