UNIVERSIDAD NACIONAL DE TUMBES

Resultados de los diámetros medios (mm) de zonas de inhibición de bacterias gramnegativas. Resultados de los diámetros medios (mm) de zonas de inhibición de bacterias grampositivas. El objetivo de esta investigación fue determinar la capacidad de inhibir bacterias de aguas residuales del procesamiento de camarón utilizando compuestos de quitosano funcionalizados con nanopartículas de óxido de zinc (ZnO).

Se realizaron pruebas antimicrobianas donde se demostró una capacidad de inhibición en bacterias Gram positivas donde las composiciones más efectivas fueron T1 = (PCh-ZnO(0.03g) y T2 = (PCh-ZnO(0.06g)), obteniendo zonas de inhibición promedio de 2.7 mm, a diferencia de las bacterias Gram-negativas, han mostrado resistencia al efecto antimicrobiano de los composites funcionalizados con NPs-ZnO.

INTRODUCCION

ESTADO DEL ARTE

Existen varios estudios en los que se obtuvieron nanopartículas de quitosano para activarlas con ácido pentasódico (DTPA) y acoplarlas con cloruro de gadolinio (GaCl). 2016) produjeron nanopartículas de quitosano modificadas con alginato de sodio (QA) que fueron sintetizadas mediante el método de gelificación iónica. De manera similar (Yusof et al., 2019), su estudio tuvo como objetivo determinar la actividad antibacteriana de las nanopartículas de ZnO contra la bacteria Gram positiva Staphylococcus aureus (S. aureus) y la bacteria Gram negativa Escherichia coli (E. coli).

Los datos obtenidos mostraron que existe inhibición por nanopartículas de ZnO de 16 y 13 mm contra S. gramnegativas y son más resistentes en comparación con las bacterias grampositivas.

MATERIALES Y MÉTODOS

Tipo de investigación
Preparación de la solución de quitosano
Síntesis de nanopartículas

Método del sol gel
Preparación de compositos funcionalizados con nanopartículas

Caracterización de los compositos funcionalizados con
Flujograma del proceso de producción y aplicación de los
Pruebas antimicrobianas

Bacterias
Preparación del inoculo método modificado de Kirby-Bauer . 22

ZnO), se preparó una solución de quitosano al 1,5% v/v y una solución de TPP (tripolifosfato pentasódico) al 1,5% p/v. Se midieron 60 ml de la solución de quitosano y se sometieron a agitación constante por un período de 5 horas, luego de lo cual se tituló con la solución de TPP (tripolifosfato pentasódico). Caracterización de composites funcionalizados con nanopartículas de óxido de zinc (NPs-ZnO) nanopartículas de óxido de zinc (NPs-ZnO).

El análisis infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR) se realizó en un escaneo de espectro BX de Perkin Elmer de 4000 a 400 cm-1 a temperatura ambiente. Se realizaron experimentos simultáneos de TG/DTA en un STA 449C Jupiter (Netzsch) en condiciones experimentales constantes para todas las muestras: recocido a 30 °C durante 30 min, calentamiento de 30 °C a 800 °C a una velocidad de 5 °C min. 1, los datos obtenidos se evaluaron utilizando el software Netzsch Proteus, Thermal Analysis 6.1.0. Los patrones de difracción de rayos X (DRX) de los compuestos se registraron con un difractómetro Rigaku SmartLab con un rango theta.

Para las pruebas antimicrobianas se utilizaron bacterias aisladas de aguas residuales de plantas procesadoras de camarones. El método de Kirby-Bauer fue adaptado con el objetivo de lograr una distribución homogénea de composites en un área circular (Román et al., 2016). Las cepas bacterianas se reactivaron en caldo de soja Trypticase (TSB), se dividieron en alícuotas en microtubos estériles hasta que se logró la opacidad óptica. Una vez alcanzada la turbidez óptica, se centrifugaron durante 15 minutos, se retiró el sobrenadante del pelex y se diluyó en 3 ml de una solución. solución salina y luego medir su absorción en el espectrofotómetro UV-Vis.

Para el análisis de los datos, se midieron las zonas de inhibición de cada uno de los compuestos del estudio para determinar su efectividad. Considerando 5 tratamientos (T0, T1, T2, T3, T4) que serían las concentraciones de compuestos de quitosano funcionalizados con nanopartículas de óxido de zinc, cada uno de estos tratamientos será sometido a pruebas con 5 cepas bacterianas (Bac 1 = Escherichia coli cepa ASE42, Bac. 2 = Citrobacter freundii, Bac. 3 = Klebsiella pneumoniae, Bac. 4 = Bacillus firmus cepa SML_M40 y Bac. 5 = Proteus vulgaris) y para cada cepa se realizaron 3 réplicas.

RESULTADOS Y DISCUSIONES

Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) de las

FTIR de las nanopartículas de quitosano de pota (T0)
FTIR del composito de quitosano con óxido de zinc (T1)

FTIR del compuesto de quitosano con óxido de zinc (T1) Los picos mostrados en la banda sufrieron modificaciones en comparación con la banda en la Figura 1. FTIR del compuesto de quitosano con óxido de zinc (T2) Los picos mostrados en la banda sufrieron modificaciones en comparación con la banda Figura 1. Se muestra un pico menos intenso a 512 cm-1, atribuyéndolo a la débil interacción entre el quitosano y el ZnO a medida que aumentan las cantidades de ZnO, sufren una modificación extendida (Haldorai & Shim, 2013; Mujeeb Rahman et al. , 2018; Prokhorov et al., 2020).

Compuesto FTIR de quitosano con óxido de zinc (T3) Los picos que se muestran en la banda se han desplazado en comparación con la banda de la Figura 1. El pico aparece donde el contenido de ZnO se amplía a 516 cm-1, lo que se atribuye a la interacción débil entre el quitosano. y ZnO (Haldorai & Shim, 2013; Mujeeb Rahman et al., 2018; Prokhorov et al., 2020). FTIR de compuesto de quitosano con óxido de zinc (T4) Los picos que se muestran en la banda se han desplazado en comparación con la banda de la Figura 1.

Difracción de rayos X (DRX) de nanopartículas de quitosano de calamar y compuestos funcionalizados con nanopartículas.

Difracción de rayos X (XRD) de las nanopartículas de quitosano de

TGA del composito de quitosano con óxido de zinc (T0)

En la Tabla 3 se muestra que el análisis termogravimétrico de las nanopartículas de quitosano de calamar y los compuestos funcionalizados con nanopartículas de óxido de zinc (ZnO) muestra 3 etapas en la pérdida de peso del material. Código Muestra Temperatura inicial (Ti) °C. 2021) y Kannusamy & Thambidurai (2013) fabricaron nanomateriales en diferentes concentraciones, entre ellas (CS-ZnO), donde el análisis TGA con atmósfera de nitrógeno (N2) expresó 3 etapas, donde la primera etapa a 25 – 200 ºC se debe a la Eliminación de agua después del peso. El segundo paso que se observa de 230 a 400 ºC se debe a la degradación del quitosano, evaporación y eliminación de sustancias volátiles.

La tercera etapa se observa de 230 a 800 ºC y se debe a la degradación de la cadena polimérica y la obtención de una pérdida de peso constante. TGA de compuesto de quitosano con óxido de zinc (T0) Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 3. TGA de compuesto de quitosano con óxido de zinc (T1) Los resultados obtenidos se muestran en la Tabla 3.

TGA de compuesto de quitosano con óxido de zinc (T2) Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 3. TGA de compuesto de quitosano con óxido de zinc (T3) Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 3. TGA de compuesto de quitosano con óxido de zinc (T4) Los resultados obtenidos Los resultados se presentan en la tabla 3.

Ensayos microbiológicos preliminares para la determinación de dosis de nanopartículas de óxido de zinc (ZnO).

Pruebas microbiológicas preliminares para la determinación de las

Dosis de nanopartículas de óxido de zinc (ZnO) de (30 mg, 60

Pruebas de inhibición bacteriana de los compositos

Prueba de halo inhibición bacteriana de los compositos contra

Se puede observar que los promedios de las nanopartículas de quitosano (T0) de calamar no presentan capacidad inhibidora (Halo de Inhibición) contra bacterias Gram Negativas, lo cual concuerda con Madhan et al. 2015) quienes elaboraron nanocompuestos (quitosano y quitosano-ZnO), demostrando que (quitosano) carecía de capacidad inhibidora contra bacterias Gram negativas y Gram positivas. De manera similar, Maldonado-Lara et al. 2017) señalan que el quitosano no tiene capacidad inhibidora por sí solo. Sin embargo, el material (quitosano-ZnO) utilizado por Madhan et al. 2015) mostraron capacidad inhibidora para bacterias Gram negativas y Gram positivas debido a que las concentraciones de ZnO son superiores a las utilizadas en la presente investigación, y por ende los resultados obtenidos de los compuestos (T1, T2, T3, T4) donde no existe capacidad inhibidora. fue apreciado.

De los resultados obtenidos se deduce que las bacterias Gram-negativas muestran mayor resistencia a los compuestos funcionalizados con NPs-ZnO, lo que concuerda con Premanathan et al. Se observa que la media de nanopartículas de quitosano de calamar (T0) no presenta capacidad antimicrobiana (Halo de inhibición) contra bacterias Gram positivas como lo reportan Madhan et al. Asimismo, Maldonado-Lara et al. 2017) señala que el quitosano por sí solo no tiene capacidad inhibidora.

A diferencia de los composites funcionalizados con NPs-ZnO, donde T1 = PCh-ZnO (0,03 g) y T2 = PCh-ZnO (0,06 g), mostraron zonas de inhibición promedio de 2,7 y 2, respectivamente, 7 mm, donde las concentraciones tenía un peso menor. NPs-ZnO. Los compuestos con la mayor concentración en peso de NPs-ZnO (T3 = PCh-ZnO (0,09 g)) y (T4 = PCh-ZnO (0,12 g)) no mostraron capacidad de inhibición; demostrando que las bacterias Gram positivas para el compuesto PCh-ZnO inhiben su crecimiento bacteriano. Los resultados obtenidos concuerdan con los de Malini et al. 2015), quienes expresan que una cantidad mínima de NPs-ZnO en los composites es suficiente para tener capacidad inhibidora contra patógenos Gram positivos, debido a que el peptidoglicano delgado puede desempeñar el papel de barrera. disolverse fácilmente, permitiendo la entrada de sustancias inhibidoras (Jones et al., 2008; Xie et al., 2011).

Fue posible producir con éxito compuestos de quitosano de calamar funcionalizados con nanopartículas de óxido de zinc (ZnO) en diferentes concentraciones de peso mediante el método de gelificación iónica, donde los resultados de FTIR, XRD y TGA demostraron una ligera interacción entre el quitosano y el ZnO. Los composites procesados demostraron capacidad inhibidora sobre bacterias Gram positivas, donde los composites más eficientes fueron T1 = (PCh-ZnO(0.03g) y T2 = (PCh-ZnO(0.06g)) obteniendo zonas de inhibición promedio de 2.7 mm, a diferencia de las gram- bacterias negativas que mostraron resistencia al efecto antimicrobiano de los composites funcionalizados con NPs-ZnO.

RECOMENDACIONES

Efecto del pH y la relación quitosano/tripolifosfato sobre la morfología y polidispersidad de nanopartículas de quitosano de grado farmacéutico. V Eliminación de cadmio en soluciones acuosas mediante nanopartículas de hierro de valencia cero sobre una matriz de quitosano. Life Science Journal of Pakistan http://www.lifesciencejournal.pk Aplicaciones y perspectivas del quitosano como biopolímero funcional; Revisión extendida.

Chitosan-ZnO/polyaniline hybrid composites: Polymerization of aniline with chitosan-ZnO for better thermal and electrical property. Physiochemical effects of chitosan-tripolyphosphate nanoparticles on antibacterial activity against gram-positive and gram-negative bacteria. Facile synthesis and characterization of chitosan/zinc oxide nanocomposite for enhanced antibacterial and photocatalytic activity.

Determinación de la actividad antifúngica de nanopartículas poliméricas de quitosano cargadas con ácido S-nitrosomercaptosuccínico sobre Candida albicans y Candida glabrata. Nanopartículas de óxido de zinc para la destrucción selectiva de células tumorales y potencial para aplicaciones de administración de fármacos. Aplicación de quitosano y sus derivados como adsorbentes para la eliminación de colorantes del agua y aguas residuales: una revisión.

Síntesis de nanopartículas de ZnO con quitosano como agente estabilizante y sus propiedades antibacterianas frente a bacterias Gram positivas y Gram negativas. Síntesis y caracterización de quitosano, nanopartículas de ácido poliaspártico que contienen isoniazida para el tratamiento de la tuberculosis.

ANEXOS

Panel fotográfico de las pruebas microbiológicas de las bacterias