universidad de guayaquil facultad:...
TRANSCRIPT
1
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD: INGENIERÍA QUÍMICA
CARRERA: INGENIERÍA QUÍMICA
OBTENCIÓN DE AGNPS (NANOPARTÍCULAS DE PLATA) VÍA SÍNTESIS
VERDE CON EXTRACTO DE MARCELA (ACHYROCLINE SATUREIOIDES),
CATÁLISIS CON ACTIVIDAD MICROBIANA Y ANTIOXIDANTE.
AUTORES:
JENNIFFER ANDREINA CHILA ALVAREZ
IRINA SULEY MENÉNDEZ REALPE
TUTOR: Q.F. LUIS FELIPE ZALAMEA MOLINA
GUAYAQUIL, ABRIL 2019
2
DEDICATORIA DE JENNIFFER CHILA
A DIOS
Por haberme dado la fuerza, la actitud y aptitud para terminar lo que empecé que
ha sido la meta en cada etapa de mi vida y por haberme dado los padres que tengo.
A mi mami María
Mi mami porque después de Dios, ella me ayudado para llegar hasta aquí, han sido
muchos procesos, cambios, frustraciones y ella siempre diciéndome que yo puedo,
y que si ya he llegado hasta cada punto es por algo y que no deje nada a medias.
A mi papi Wilson
El me ha apoyado emocional y económica, dándome aliento e impulsándome en
todo lo que hago, el al igual que mi mami han estado en los momentos más
relevantes en mi vida, por lo que estoy muy agradecida.
A mis hermanas Anggy y Sasha
No soy el mejor ejemplo por seguir, pero decirles que todo lo que deseamos lo
podemos lograr y que los padres que Dios nos ha dado, no encontraran mejor
apoyo que ellos y nunca duden en hacerlos participe porque ellos y la voluntad
propia junto con la bendición de Dios todo es posible.
3
AGRADECIMIENTOS DE JENNIFFER CHILA
Estoy muy agradecida con Dios porque el me ha dado la fuerza, la actitud y aptitud
para terminar lo que se empieza que ha sido la meta en cada etapa de mi vida, y
por los padres que me ha dado.
A mi mami María,” mi flaca” como yo le digo, siempre ha estado en todos los
momentos felices, tristes, frustración y ella alentándome para que sigua,
enseñándome el sentido de ser responsable y no dejarme llevar por los malos
momentos.
A mi papi Wilson, que siempre me apoyado en mis estudios, guiándome en que
haga lo mejor actuando con responsabilidad y dignidad.
A mis hermanas, que siempre que les pedí ayuda han sabido responden a ella, y
solo les diré estudien que es lo que nos ayudara.
4
CONTENIDO RESUMEN ABSTRACT INTRODUCCIÓN CAPITULO 1. EL PROBLEMA
1.1.Planteamiento del problema 12
1.2.Formulación y sistematización del problema 12
1.3. Justificación de la investigación 13
1.4.Objetivo de la investigación 14
1.4.1.Objetivo general 14
1.4.2. Objetivo Específicos 14
1.5. Delimitación de la investigación1 15
1.5.4. Hipótesis 16
1.5.7.Variables de operación 16
CAPITULO 2. MARCO DE REFERENCIA
2.1.Marco teórico 17
2.1.1. Antecedentes 17
2.1.1.1. Actividades antioxidantes de la Marcela (Achyrocline satureioides) 17
2.1.1.2. Contenido de compuestos reductores en extracto de hojas de A. satureioides 18
2.1.1.3. Actividad antibacteriana de la plata 19
2.1.1.4. Actividad antimicrobiana de nanopartículas de plata 19
2.1.1.5. Síntesis química verde de nanopartículas de plata (NPsAg) 20
2.1.1.6. Importancia de síntesis mediante química verde de nanopartículas de plata 20
2.1.2 Importancia del uso las nanopartículas metálicas 21
2.1.3. NPsAg: propiedades antibacterianas 21
2.1.4. Método Verde, química verde o bio-reducción de las nanopartículas 22
2.1.5. Reducción de iones metálicos mediante el uso de plantas 23
2.1.6. Agentes químicos reductores en plantas y frutos 23
2.1.7. Determinación de flavonoides 24
2.1.8. Mecanismo de reacción de nanopartículas de plata 24
2.1.9. Componentes orgánicos del agente reductor quercetina 28
2.1.10. Propiedades químicas de la plata 29
2.1.11. Reducción de un electrón 30
2.1.12. Forma de nanopartículas 31
2.1.13. Tamaño de nanopartículas 32
2.1.14. Caracterización de nanopartículas metálicas 34
2.2. MARCO CONCEPTUAL
2.2.1. Achyrocline satureioides 34
2.2.2. Propiedades de la Achyrocline satureioides 35
2.2.3. Principios Activos de Achyrocline satureioides 36
2.2.4. Polifenoles 37
2.2.5. Flavonoides 37
2.2.6. Quercetina 37
2.2.7. Luteolina 38
5
2.2.8. Tautomería ceto-enol 39
2.2.9. Método de síntesis de las nanopartículas 39
2.2.10. Caracterización de nanopartículas de plata mediante Espectrofotometría de UV-Vis 40
2.2.11. Tamizaje Fitoquímico 42
2.2.12. Cromatografía liquida de alta resolución (HPLC) 43
2.2.13. Espectroscopía UV-Vis (Genesys 10-uv) 44
2.2.14. Microscopio de Barrido Electrónico (SEM) – (JEOL-5310) 45
CAPITULO 3. METODOLOGÍA
3.1. Tipo de investigación 46
3.2. Exploración científica 46
3.3. Materiales de Recolección de materia prima 46
3.4. Instrumental de Laboratorio de Microbiología 47
3.5. Equipos de medición y control del producto 47
3.6. Pruebas de actividad microbiana 48
3.7. Diseño de la investigación – Flujograma 49
3.7.1. Acondicionamiento de las hojas de Marcela 50
3.7.2. Elaboración de extracto reductor a partir de polvo de hojas de Marcela 50
3.8. Preparación del nitrato de plata 51
3.9. Tamizaje fitoquímico en el extracto de hojas de Marcela 51
3.9.1. Ensayo de Resina 51
3.9.2. Ensayo de Catequinas 51
3.9.3. Compuestos fenólicos. Ensayo de cloruro férrico 52
3.9.4. Compuestos Reductores. Ensayo de Fehling 52
3.9.5. Flavonoides. Ensayo de antocianidinas 52
3.9.6. Saponinas. Ensayo de espumas 53
3.9.7. Alcaloides. Ensayo de Dragendorff 53
3.9.8. Ensayo de Aceites esenciales 53
3.10. Caracterización de quercetina en polvo de Marcela 53
CAPITULO 4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1. Acondicionamiento de las hojas de Marcela 54
4.2. DPPH. Antioxidantes 55
4.3. Tamizaje fitoquímico 56
4.4. Caracterización de quercetina por HPLC 57
4.5. Caracterización de nanopartículas por espectro UV-Vis 58
4.6. Caracterización de forma y tamaño de NPsAg 59
4.7. Inhibición bacteriana 61
CONCLUSIÓN 62
DISCUSIÓN 63
BIBLIOGRAFÍA 64
ANEXOS 66
6
FIGURAS
Figura 1. Principales metabolitos vegetales precursores de la síntesis de
nanopartículas……………………………………………………………………………22
Figura 2. Mecanismo de reacción especifico de síntesis de nanopartículas a partir
del hidrogeno de un hidroxilo del radical fenil en quercetina………………………...24
Figura 3. Estabilidad de la base conjugada del hidroxilo en el radical fenil de la
quercetina…………………………………………………………………………………25
Figura 4. Mecanismo de reacción para la formación de nanopartículas a partir de
iones plata………………………………………………………………………………...26
Figura 5. Mecanismo de reacción global de nanopartículas de plata……………...26
Figura 6. Reducción de catión Ag+1 a través de un electrón unitario en el
medio……………………………………………………………………………………...28
Figura 7. Capas de energía de átomo de plata………………………………………29
Figura 8. Enlace metálico de nanopartículas de plata en la nube de electrones…30
Figura 9. Longitud de onda que se absorbe según la forma de nanopartículas….31
Figura 10. Espectro de absorción de NPs de diámetro inferior a 30 nm con absorción
principal de fotones verdes y azules transmitiendo el color rojo al
coloide………………………………………………………………………………….…32
Figura 11. Planta Achyrocline satureioides…………………………………………...34
Figura 12. Estructura química de quercetina……………………………………….…37
Figura 13. Estructura química de luteolina………………………………………….…38
Figura 14. Representación gráfica del fundamento utilizado en la espectrofotometría
por la ley Beer-Lambert………………………………………………………………….39
Figura 15. Caracterización de tamaño de nanopartículas de plata a través de técnica
Espectrofotometría UV-Vis……………………………………………………………...40
Figura 16. Reporte del análisis de quercetina por HPLC presente en polvo de hojas
de Marcela…….………………………………………………………………………….55
Figura 17. Caracterización de las nanopartículas de plata…………………………58
7
TABLAS
Tabla 1. Variable de operación…………………………………………………………16
Tabla 2. Componentes orgánicos más importantes identificados en las hojas de
marcela……………………………………………………………………………………27
Tabla 3. Propiedades químicas de la plata……………………………………………28
Tabla 4. Longitud de onda, color y reflejado de nanopartículas según su tamaño y
forma………………………………………………………………………………………32
Tabla 5. Rangos de posición de los picos de absorción de AgNPs de diferente
tamaño en el espectro UV-Vis…………………………………………………………42
Tabla 6. Porcentaje de inhibición de extracto etanólico de hojas de Achyrocline
satureioides………………………………………………………………………………52
Tabla 7. Tamizaje fitoquímico del extracto etanólico de hojas de Achyrocline
satureioides………………………………………………………………………………53
Tabla 8. Análisis de espectroscopia UV-Vis…………………………………………. 56
Tabla 9. Valores del halo de inhibición bacteriana de NPsAg……………………….61
8
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGÍA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS/TRABAJO DE GRADUACIÓN
TÍTULO Y SUBTÍTULO: OBTENCIÓN DE AGNPS (NANOPARTÍCULAS DE PLATA) VÍA
SÍNTESIS VERDE CON EXTRACTO DE MARCELA (ACHYROCLINE
SATUREIOIDES), CATÁLISIS CON ACTIVIDAD MICROBIANA Y
ANTIOXIDANTE.
AUTOR(ES) (apellidos/nombres): JENNIFFER ANDREINA CHILA ALVAREZ, IRINA SULEY MENENDEZ REALPE
REVISOR(ES)/TUTOR(ES)
(apellidos/nombres): Q.F. LUIS FELIPE ZALAMEA MOLINA
INSTITUCIÓN: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
UNIDAD/FACULTAD: INGENIERIA QUIMICA
MAESTRÍA/ESPECIALIDAD: INGENIERIA QUIMICA
GRADO OBTENIDO: INGENIERA QUIMICA
FECHA DE PUBLICACIÓN: 12 DE ABRIL DEL 2019 No. DE PÁGINAS: 80
ÁREAS TEMÁTICAS: INGENIERIA DE MATERIALES
PALABRAS CLAVES/
KEYWORDS: Achyrocline satureioides, Nanopartículas de plata, Agente reductor,
Flavonoide.
RESUMEN/ABSTRACT (150-250 palabras):
Síntesis verde de NPs de plata, oro, cobre, son motivo de estudio investigativo que se realizan en la actualidad en la India, Indonesia y Ecuador como es el caso del presente trabajo a partir de extracto de Marcela (Achyrocline satureioides) y nitrato de plata. La metodología utilizada en la obtención de NPsAg es vía síntesis verde que se realizó con métodos de reducción iónica de los
Facultad de Ingeniería Química
Carrera de Ingeniería Química
UNIDAD DE TITULACIÓN
9
componentes químicos polifenoles y flavonoides como: ácido cafeico, ésteres de galangin-3-metil éter, quercetina; luteolina; 3-metoxi-quercetina y un nuevo chalcone: achyrobichalcone. Estos métodos de identificación y caracterización de los componentes orgánicos iónicos, se realizaron espectrofotometría UV-Vis y SEM (microscopia de barrido electrónico). Los tamaños de NPs que se encontraron en su forma esférica, con un diámetro de 10-15nm. El resultado obtenido de la actividad antimicrobiana con las cepas E. coli y S. auerus dando como resultado un halo de inhibición de 3.00 a 3.098 y 3.12 a 2.05 respectivamente.
ADJUNTO PDF: x SI NO
CONTACTO CON AUTOR/ES: Teléfono:
042724944
0999548037
E-mail: [email protected]
CONTACTO CON LA
INSTITUCIÓN: Nombre: UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
Teléfono: 04292949
E-mail: [email protected]
10
11
12
13
14
RESUMEN
Síntesis verde de NPs de plata, oro, cobre, son motivo de estudio investigativo que
se realizan en la actualidad en la India, Indonesia y Ecuador como es el caso del
presente trabajo a partir de extracto de Marcela (Achyrocline satureioides) y nitrato
de plata. La metodología utilizada en la obtención de NPsAg es vía síntesis verde
que se realizó con métodos de reducción iónica de los componentes químicos
polifenoles y flavonoides como: ácido cafeico, ésteres de galangin-3-metil éter,
quercetina; luteolina; 3-metoxi-quercetina y un nuevo chalcone: achyrobichalcone.
Estos métodos de identificación y caracterización de los componentes orgánicos
iónicos, se realizaron espectrofotometría UV-Vis y SEM (microscopia de barrido
electrónico). Los tamaños de NPs que se encontraron en su forma esférica, con un
diámetro de 10-15nm. El resultado obtenido de la actividad antimicrobiana con las
cepas E. coli y S. auerus dando como resultado una halo de inhibición de 3.00 a
3.098 y 3.12 a 2.05 respectivamente.
Palabras claves: Achyrocline satureioides, Nanopartículas de plata, Agente
reductor, Flavonoide.
15
Abstract
Green synthesis of NPs of silver, gold, copper, are a subject of investigative study
that are currently carried out in India, Indonesia and Ecuador as is the case of this
work from extract of Marcela (Achyrocline satureioides) and silver nitrate. The
methodology used in obtaining NPsAg is via green synthesis that was performed
with ionic reduction methods of the chemical components polyphenols and
flavonoids such as: caffeic acid, galangin-3-methyl ether esters, quercetin; luteolin;
3-methoxy-quercetin and a new chalcone: achyrobichalcone.
These methods of identification and characterization of the ionic organic
components, UV-Vis spectrophotometry and SEM (electron scanning microscopy)
were performed. The sizes of NPs that were found in their spherical shape, with a
diameter of 10-15nm. The result obtained from the antimicrobial activity with the
strains E. coli and S. auerus resulting in an inhibition halo of 3.00 to 3.098 and 3.12
to 2.05 respectively.
Keywords: Achyrocline satureioides, Silver nanoparticles,
Reducing agent, Flavonoid.
16
INTRODUCCIÓN
El Instituto Nacional de Salud de Estados Unidos define a la nanotecnología como
la creación de materiales funcionales como sistemas y dispositivos a escala de 1 a
100 nanómetros (1x10-9 metros) en conjunto de uso de propiedades nuevas de
elementos químicos a la misma escala. Richard Feynman ganador en 1965 del
premio nobel en física. Siendo el primero en mencionar el avance científico de la
nanotecnología en su discurso There’s Plenty of Room at the bottom y datos dan a
conocer en los años 1999-2000 avances en productos diseñados con
nanotecnología [1].
Sus aplicaciones son amplias; en energía mejora los sistemas de generación de
energía renovable como los paneles solares. En medicina aumenta el desarrollo de
nano transportadores de fármacos, nanoboots para la minimización de células
malignas. En medio ambiente tratamientos de aguas, procesos no contaminantes,
desalinización, etc. En construcciones obtenciones de materiales reforzados,
flexibles. En agricultura se relaciona con herbicidas, plaguicidas, foliares, entre
otros [1].
La aplicación de la nanotecnología en el campo de la medicina ha tenido como
objetivo prevenir, diagnosticar, y tratar enfermedades causadas por bacterias que
han desarrollado resistencia a los fármacos convencionales. Las nanopartículas
metálicas, en este caso, las de plata son de gran importancia médica debido a sus
propiedades antibacterianas que, en comparación con las macropartículas de plata,
esto ha generado la investigación y desarrollo de métodos nuevos de síntesis de
nanopartículas de plata (físicos, químicos y orgánicos) [1].
Teniendo en cuenta que sintetizar nanopartículas de plata por medio de métodos
físicos y químicos generan un gran impacto ambiental y económicos, basándose
en la innovación de estudios en métodos orgánicos, amigables con el medio
ambiente tomando el nombre de síntesis verde, generando cantidad mínima de
17
residuos contaminantes en comparación a los métodos anteriormente mencionados
[2].
Nuevos estudios sobre síntesis de nanopartículas de plata a partir de extractos de
plantas sábila, romero, ajo, granada y marcela que poseen componentes
antioxidantes con capacidad para reducir la plata y sintetizar nanopartículas [3] [3].
Extracto de plantas como el de marcela (Achyrocline satureioides) en varios
estudios han demostrado que en su composición tienes propiedades
antibacterianas, antiinflamatorias y anticancerígenas que han sido utilizadas en la
medicina natural y ancestral [3].
18
CAPITULO 1: EL PROBLEMA
1.1 Planteamiento del problema
En el país se han realizado estudios sobre síntesis verde nanopartículas de plata,
pero no existen estudios relacionados a la síntesis de nanopartículas de plata
usando como reductores componentes orgánicos del extracto de Marcela (A.
satureioides)
En el país no se realiza la siembra y comercialización de la Marcela como la mayoría
de las plantas medicinales; sin embargo, son obtenidas de su habitad natural
(silvestre) [4].
Por lo que la principal inquietud es mediante una serie de análisis y procesos,
Demostrar el efecto reductor de la quercetina contenida en la Marcela sobre los
iones plata (Ag+) y así obtener nanopartículas de plata.
1.2. Formulación y sistematización del problema
1.2.1. Formulación del Problema
El trabajo que desarrollar tiene como finalidad responder las interrogantes y aportar
al desarrollo de nuevos productos en referencia a lo siguiente: ¿La obtención de
AgNPs vía síntesis de componentes orgánicos de A. satureioides puede producir
una catálisis microbiana y antioxidante?
1.2.2. Sistematización del Problema
Para el estudio de compuestos orgánicos (flavonoides libres y glicosicados) de la
Marcela se cuestiona lo siguiente:
19
¿Cuál será Control de pH y temperatura de compuestos?
¿Qué Concentraciones de NPS de compuestos orgánicos?
¿Cuál será la Composición molar de Nitrato de plata?
¿Cuáles son las variables de operación viables para la producción de
AgNPs?
1.3 Justificación del problema
1.3.1. Justificación Teórica
La elaboración y desarrollo de este trabajo es con la finalidad de extender los
beneficios de la Achyrocline satureioides (quercetina), que sobresalen las
propiedades de antioxidantes, antiinflamatoria entre otras, en conjunto con las
nanopartículas de plata se ha sido estudiada dando a conocer sus efectos
bactericidas y además su actividad inhibitoria de las mismas.
1.3.2. Justificación Metodológica
Para la justificación metodológica, el desarrollo de este trabajo se desempeña en
una investigación cualitativa, experimental y exploratoria, generando un método
para obtener nanopartículas en conjunto a la parte activa de la A.satureioides
(Hojas, flores y raíces), determinando mediante un análisis de cromatografía liquida
de alta resolución (HPLC) los componentes orgánicos en este caso la quercetina
que será utilizado como agente reductor y en conjunto de nitrato de plata acoplar y
obtener nanopartículas de plata.
Realizando una síntesis verde de nanopartículas de plata por medio de sustancias
con propiedades funguicidas y antioxidantes que han sido objeto de previa
investigación que ya eran de uso ancestral y promoviendo su uso actual [3].
20
1.3.3. Justificación Práctica
Determinación cuantitativa de compuesto orgánico vía espectroscopio UV-VIS del
porcentaje parte por millón (%ppm)
1.4. Objetivo de la investigación
1.4.1. Objetivo General
Obtener nanopartículas de plata vía síntesis verde a partir de componentes
orgánicos de Marcela (Achyrocline satureioides).
1.4.2. Objetivo Especifico
Seleccionar de la reserva natural del páramo andino hojas, raíces y flores
deshidratadas de A.satureioides para posterior obtención del extracto
reductor de la plata
Analizar los componentes orgánicos mediante análisis fitoquímico de
A.satureioides
Determinar cualitativamente componente orgánico (quercitina) principal
activo para proceso de reducción de la plata
Síntesis verde – obtención del compuesto biomaterial y su proceso de
nucleación.
Determinar tamaño de nanopartículas –nanobiotecnología aplicada
Determinar la actividad microbiana y antioxidante
21
1.5. Delimitación de la investigación
Para poder desarrollar esta investigación es necesario delimitar ciertas condiciones
como el lugar, el tiempo, la fecha donde se va a dar el resultado de esta
investigación.
1.5.1. Delimitación espacial
El proyecto presentado se realizará en el Laboratorio de microbiología de la
Facultad de Ingeniería Química de la Universidad de Guayaquil y en el INSPI en el
Laboratorio Instrumental.
1.5.2. Delimitación temporal
A partir de la fecha de aprobación del anteproyecto, se estima un lapso de seis
meses aproximadamente para presentar producto y análisis de la capacidad
antioxidante y bactericida, como resultado de la síntesis de AgNPs a partir de
extracto de Achyrocline satureioides.
1.5.3. Delimitación del contenido
Se llevará a cabo el proyecto de titulación centrado en el estudio del análisis de la
medición antioxidante y actividad microbiana.
Área: Ingeniería Química
Campo: Ingeniería Química
Aspecto: elaboración y obtención AgNPs a partir de extracto de A. satureioides y
la catálisis microbiana y antioxidantes.
22
1.5.4. Hipótesis
La gran interrogante de esta investigación exploratoria y experimental de la Marcela
y su capacidad reductora sobre las sales de nitrato de plata para la obtención de
NPsAg.
1.5.5. Variable Independiente:
Elaborar AgNPs a partir de nitrato de plata y extracto de Marcela (A.Satureioides)
1.5.6. Variable dependiente:
Tamaño y forma de las nano partículas
Composición de nitrato de plata
pH
temperatura
1.5.7. Operacionalización de variables
Tabla 1: Variable de operación
Tipo de variable Variable Definición Indicador
Fase 1 (Acondicionamiento
de la muestra y extracto)
Independiente
Tiempo de secado
Tiempo en la estufa para eliminar la humedad Horas
Tiempo de molido
Tiempo de rotación en molino para reducción de tamaño minutos
Dependiente Humedad Cantidad de agua presente en las hojas %
Fase 2 (Obtención y caracterización de
NPs)
Independiente
Concentración Solución de NO3 para la síntesis de NPs Mm
Volumen de extracto Cantidad del extracto utilizado mL,%,V/V
tiempo de reacción
Tiempo en el cual se da la reacción para la síntesis de NPs min, horas
Temperatura Temperatura de reacción de síntesis de NPs ºC
Dependiente
Tamaño y forma distribución de tamaño de AgNPs Nm
Longitud de onda Resonancia de plasmón de superficie Nm
23
CAPITULO 2: MARCO DE REFERENCIA
2.1. Marco Teórico 2.1.1. Antecedentes 2.1.1.1. Actividades antioxidantes de la Marcela (Achyrocline satureioides) PhD. Felicia Rivera Megret realizó un estudio “Achyrocline satureioides (Lam.) DC.
(marcela) reduces brain damage in permanent focal ischemia in rats” donde
menciona el análisis a la marcela que debido a su gran actividad antioxidantes y
antiinflamatoria otorgada a la presencia de los flavonoides (quercetina), es el motivo
de estudio a los ataques cerebrovasculares (ACV) que son la segunda causa de
muerte más frecuente en todo el mundo, El ACV isquémico (accidente
cerebrovascular isquémico) resulta de una reducción transitoria o permanente en el
flujo sanguíneo que afecta el territorio de una arteria cerebral y representa
aproximadamente el 80% de todos ACV. Estos mecanismos moleculares que se
producen durante la cascada isquémica han promovido la búsqueda de moléculas
antioxidantes y antiinflamatorias que podrían interferir con el Estrés oxidativo,
reduciendo el daño neuronal. Debido a su alto antioxidante y acciones
antiinflamatorias, evidencias tempranas señaladas a plantas, frutas, bebidas como
el vino y el té, y sus compuestos principales, como los flavonoides, como
significativos candidatos en la búsqueda de principios neuroprotectores, la
búsqueda incesante de acciones farmacológicas se usa la intervención de plantas
medicinales debido a estudios sobre su valor en prevención de enfermedades del
sistema nervioso en particular, Achyrocline satureioides (Lam.) DC. (marcela) es
una planta de uso popular en esta región cuyas decocciones o infusiones se han
utilizado tradicionalmente para trastornos gastrointestinales, como sedante y
antiespasmódico [3] [5].
24
2.1.1.2. Contenido de compuestos reductores en extracto de hojas de A.
satureioides
Un estudio realizado en el año 2014 en la Universidad de Buenos Aires en Argentina
donde realiza la caracterización de flavonoides de inflorescencias obtenidas A.
satureioides mediante un análisis de cromatografía liquida. Se obtuvieron un gran
contenido de quercetina (flavonoides) y quercetina-3-metil éter (Q3ME). El
resultado de quercetina y Q3ME obtenidos fue de 0,73±0,21 y 0,64±0,28 (%P/P),
respectivamente [6][6].
2.1.1.3. Actividad antibacteriana de la plata
Los iones de plata se han dado a conocer por tener capacidad inhibitoria,
bactericida y antimicrobiana de alto espectro. Por lo cual algunas sales de este
metal son utilizadas para tratar quemaduras, infecciones urinarias, osteomielitis.
En Martindale, The extra Pharmacopoeia existen enlistado como compuestos
importantes la sulfadiazina de plata, aunque otras sales en ellas el acetato de plata
y nitrato de plata (AgNO3) debido a tener propiedades antimicrobianas; motivo por
el cual, la Organización mundial de la Salud en el 2007 incluye la plata como uno
de los medicamentos esenciales para la salud.
Otro estudio actual realizado en el 2018 por la revista Argentina de Microbiología
explica que la plata ha sido utilizada como antimicrobiano para enfermedades por
el motivo de resistencia a los antibióticos ocasionada por el uso desmedido de
fantibioticos es el interés de estudio y aplicación de este. Sin embargo, se describe
uso de iones de plata o sales de plata como agente microbiano, debido a que estos
iones penetran con facilidad dentro de la célula y causan daño al entrar en contacto
con el fosforo y ciertos compuestos de azufre (ADN y proteína) [7][7].
25
2.1.1.4. Actividad antimicrobiana de nanopartículas de plata
La empresa nanoComposix investigo las propiedades de las nanopartículas de
plata, dentro de las cuales se reconfirmo la actividad antibacterial, mediante análisis
de microscopía electrónica y espectrofotómetro de luz UV-Visible se determinó que
la eficacia de las nanopartículas de plata se da cuando las partículas son de menor
tamaño de hasta 10nm de granulometría [8].
Las nanopartículas metálicas le atribuyen su propiedad antibacterial al tamaño y
forma; como es el caso de los coloides de plata especifica que entre más pequeño
sea el núcleo de la plata intensifica su actividad antibacteriana [9].
La universidad de Nueva León realizo un trabajo investigativo, demostrando la
actividad antimicrobiana tanto en virus VIH ( algunas cepas) como en bacterias que
se le atribuyen a las nanopartículas de plata, las mismas que al entrar en contacto
con bacterias Gram Positivas (S. aureus) y Gram Negativas (E. coli), se observó la
inhibición de crecimiento en las placas que contenían la solución, por lo que se
indica que la nanopartículas de plata en dimensiones nanométricas impide el
crecimiento bacteriano [10]
El Instituto de Biociencia Molecular en 2015 realizó estudios para demostrar la
actividad antibacterial usando solución de nitrato de plata y zinc contra Vibrio
cholerae y E. coli. El estudio realizado a ratones con la bacterias ya mencionadas
se administró vía oral las nanopartículas de plata y zinc con un diámetro de partícula
de 90-100nm y como resultado una reducción de la colonización en un 75% y 100%
respectivamente a cada bacteria [11]
26
2.1.1.5. Síntesis química verde de nanopartículas de plata (AgNPs)
Estudios realizados por el programa Biotecnológico de la Universidad de Malaysia
Kelantan demostrando que la síntesis de nanopartículas mediante el método
“Green” o “Química verde” son viables y efectivas, debido a que con biodisponibles
usada como agente con actividad anticancerígenas sin causar alteraciones en el
individuo. Por lo que se les ratifica las atribuciones a las nanopartículas de plata de
ser eficaz para tratamientos con inducción de su actividad antibacterial, antifúngica,
anticancerígenas, antioxidantes y cicatrizantes [12]
Un artículo desarrollado por la Universidad de Allahabad menciona que existen
varios métodos para la síntesis de nanopartículas, pero define que la síntesis verde,
”Green” o biológica se enfoca en crear a partir de partículas pequeñas mediante
una bio-reducción con un margen de error mínimo, usando sales como nitratos de
plata y zinc, indicando que los flavonoides entre otros son agentes reductos [13],
por lo que el método se basa obtener nanopartículas a partir de sales con extractos
orgánicos (hojas, flores, frutos)
2.1.1.6. Importancia de síntesis mediante química verde de nanopartículas de
plata
La revista ActaNaturae en el 2014 publico un estudio dando a conocer que la
síntesis de nanopartículas metálicas con el uso de plantas es menos contaminante.
En el estudio se demuestra que las plantas contienen flavonoides y fenoles los que
son potenciales agentes reductores metálicos y lo comprobaron con un análisis
usando extracto de tabaco, el que fue capaz de reducir articulas de plata, hierro y
oro; además se utilizó análisis de HPLC para reconocimiento de componentes
fitoquímicos como resultado el flavonoide (quercetina y luteolina) son los
potencialmente agente reductores presentes en tabaco y otras plantas [14], este
estudio nos da a conocer que la quercetina es un reductor viable para la síntesis
de nanopartículas.
27
La Universidad de Rawalpindi, Pakistán, menciona lo factible y viable que es la
síntesis del método verde para la síntesis de nanopartículas metálicas, ayuda a
mitigar la contaminación debido a que sus residuos al reaccionar son orgánicos y
menos abrasivos, adicionando que su obtención y proceso es de bajo costo y
amigable con el medio ambiente, además menciona que la síntesis de
nanopartículas realizado en soluciones alcohólicas usando etanol, metanol son de
crecimiento lento pero controlado [15].
2.1.2 Importancia del uso las nanopartículas metálicas
Las nanopartículas presentan ventajas en comparación con el mismo material en escala
macrométrica, se dan a conocer algunas [2]:
La superficie ayuda a cargar moléculas de medicamentos para que estas se
modifiquen estructuralmente en las células y ser absorbidos con facilidad, debido
a su tamaño [2].
Son de un material cristalino, fuerte, flexible, ligera que, en escalas
macrométrica, son menos abrasivas a las células y el cuerpo humano [2].
Las nanopartículas en especial la de plata, han generado la necesidad de su
elaboración debido a su actividad antibacterial y han sido usada en los tratamientos
contra virus y bacterias [2].
2.1.3. AgNPs: propiedades antibacterianas
Este artículo publicado en el 2007, menciona que la obtención de nanopartículas
metálicas presenta interés debido a sus amplias propiedades, entre las cuales:
eléctricas, ópticas, bactericidas, catalíticas, etc.
Las propiedades son directamente dependientes del tamaño, forma y dispersión; por lo
que se atribuye que entre menor sea su tamaño aumentan sus efectos antibacterial [16]
La plata ha sido usada desde la antigüedad para inhibir bacterias, lo que ha hecho
desarrollar un interés en la medicina. Las nanopartículas metálicas y en este caso las
28
de plata poseen una gran actividad antimicrobiana en comparación a la plata que su
tamaño de partícula es superior y este ayuda a detener el crecimiento bacterial [17]
Se conoce productos producidos a base de nanopartículas de plata como cicatrizantes,
material quirúrgico, prótesis osas [15]
2.1.4. Método Verde, química verde o bio-reducción de las nanopartículas
Este método es denominado así, debido a que sus desechos son menos nocivos
en comparación a los métodos químicos, físicos para la obtención de esta
nanopartículas metálicas, por lo que se toma la alternativa de usar componentes
orgánicos como extracto de hojas, flores y frutos, que poseen agentes reductores
para minimizar el tamaño y la carga de las partículas metálicas [2]
Los componentes presentes en las plantas como polifenoles, alcaloides tienen un
papel importante para reducir iones metálicos generando nanopartículas [14], en la
siguiente figura se observa los principales:
29
Figura 1. Principales metabolitos vegetales precursores de la síntesis de nanopartículas
Fuente: [14] A: Terpenoides(eugenol) B, C: Flavonoides (luteolina, quercetina)
D: Hexosa reductora con cadena abierta E, F: Aminoácidos (triptófano y tirosina)
2.1.5. Reducción de iones metálicos mediante el uso de plantas
Las plantas contienen antioxidantes por eso se obtienen extractos con dichas
propiedades capaces de reducir cationes en una solución de metálica conocida
como síntesis verde. Además de reducir cationes al emplear el método verde se
puede controlar el tamaño de las nanopartículas sin el uso de estabilizantes para
reducir la aglomeración [18]
2.1.6. Agentes químicos reductores en plantas y frutos
Algunas plantas poseen propiedades antioxidantes debido a sus componentes.
Los que pueden ser obtenidos de hojas, flores, frutos, corteza y raíces.
Componentes corresponden a una variedad de sustancias clasificadas [19]:
30
Polifenoles: flavonoides como quercetina, luteolina; no flavonoides como
ácido cafeico, ácido gálico, ácido benzoico, estilbenos [19].
Azúcares reductores: los cuales se clasifican en monosacáridos reductores
como hexosas de cadena abierta, disacáridos reductores como maltosa,
lactosa y celobiosa. [19].
Bases nitrogenadas: NAD+(nicotinamida adenina dinucleótido) y su forma
reducida NADH (nicotinamida adenina dinucleótido de hidrogeno [19].
2.1.7. Determinación de flavonoides Estos componentes con propiedades antioxidantes reductoras se han determinado
mediante un análisis cualitativo como un tamizaje fitoquímico y un análisis cuantitativo
de HPLC o de cromatografía liquida de alta eficacia [20]
2.1.8. Mecanismo de reacción de nanopartículas de plata
La reacción entre los cationes plata y el agente reductor de mayor concentración
de las hojas de la planta es el flavonoide quercetina [20].
31
Figura 2. Mecanismo de reacción especifico de síntesis de nanopartículas a
partir del hidrogeno de un hidroxilo del radical fenil en quercetina
Fuente: [21] [22]
Quercetina es un polifenol ácido poliprótico, con 5 hidroxilos con hidrógenos los
actuando como ácidos en una reacción REDOX. La reacción espontánea cuando
contiende hidrógenos ácidos., la quercetina tiene hidrógenos (2) que son ácidos
fuertes y al desprenderse forman un ion enolato (𝑂−base conjugada) que necesita
un catalizador acelerante (base fuerte). Anteriormente la oxidación del hidroxilo y
continua reduciendo los iones Ag. [21] [22] [23]
la base fuerte toma el hidrogeno desprendido y pasa como un ácido conjugado débil
sin embargo el hidroxilo forma una base conjugada mientras que, por lo tanto el
oxígeno posee 7 electrones en la última capa y no justifica la ley del octeto, el
electrón se enlaza con un electrón del carbono formando un doble enlace. [21]
[22] [23]
32
Figura 3. Estabilidad de la base conjugada del hidroxilo en el radical fenil de
la quercetina
Fuente: [21] [22] [23]
El ácido conjugado débil se estabiliza como base fuerte y el hidrogeno que fue
tomado se individualiza en la solución y está en reacción con la plata. El hidrogeno
cede el electrón a la plata para reducir y que esta sea estable carga 0. la carga
positiva (P+), está libre en la solución y se une con el electrón del carbono para
cumplir con la ley de octeto .El hidrogeno que se une con el carbono estabiliza el
tautómero cetónico formado en la quercetina . [21] [22] [23]
El ion plata carga 0 en contacto con los átomos estables la plata y modifican su
único electrón (valencia), generan una capa de electrones que alinean por todos los
átomos de plata contantemente para cumplir la ley de octeto, generando enlace
metálico provocando la aglomeración de átomos plata formando nanopartículas
estabilizadas [21] [22] [23]
33
Figura 4. Mecanismo de reacción para la formación de nanopartículas a
partir de iones plata
Fuente: [24]
Debido a que son dos electrones que pueden ser cedidos por la quercetina de
acuerdo con la tabla 2 y su explicación, y a causa de que el estado de oxidación de
la plata ionizada es +1, la reacción química utiliza un átomo de quercetina y 2
cationes plata monovalente.
Figura 5. Mecanismo de reacción global de nanopartículas de plata
Fuente: [25]
34
2.1.9. Componentes orgánicos del agente reductor quercetina
Tabla 2. Componentes orgánicos más importantes identificados en las hojas de marcela
Constantes de acidez de los grupos –OH de la quercetina
PKa Ubicación del hidroxilo
7.17 Hidroxilo ubicado en el tercer carbono de la
estructura principal (1,4-benzopirano o 4-
cromona)
8.26 Hidroxilo ubicado en el cuarto carbono del
radical fenil
10.13 Hidroxilo ubicado en el tercer carbono del
radical fenil
12.3 Hidroxilo ubicado en el quinto carbono de
la estructura principal
13.11 Hidroxilo ubicado en el séptimo carbono de
la estructura principal
Fuente: [26]
Las constantes acidas de hidroxilos contenida en la composición molecular de
quercetina, las más bajas están ubicadas [26]:
En el hidroxilo enlazado al carbono 4 del radical fenil (PH).
En el hidroxilo enlazado al carbono 3 de la estructura principal de la molécula, la 4-
cromona o 1,4-benzopirano. [26]
La importancia de estas bajas constantes de acidez radica en la mayor posibilidad
por la estructura de la quercetina en ceder un electrón por cada hidrogeno que
posee bajo pKa, lo que da un total de dos electrones donados por los grupos
hidroxilo de la quercetina [26].
Estos electrones sirven para reducir la plata que se encuentran en un medio acuoso
en forma de ion plata Ag+1. Debido a que son dos electrones que pueden ser
cedidos por el flavonoide y debido a que el ion Ag+1 es monovalente, es decir puede
aceptar solo un electrón, la reacción química utiliza un átomo de quercetina y 2
cationes plata monovalente [26]
35
Figura 6. Reducción de catión Ag+1 a través de un electrón unitario en el
medio
Fuente: [27]
2.1.10. Propiedades químicas de la plata
Tabla 3. Propiedades químicas de la plata
Niveles de energía 5
Valencia 1
Estados de oxidación +1
Electronegatividad 1.9
Radio iónico (nm) 0.126
Radio atómico (nm) 0.144
Configuración
electrónica [Kr]4𝑑105𝑠1
Potencial de
ionización (kJ/mol)
758
Potencial estándar 0.779V
Fuente: [28]
A pesar que la configuración electrónica del elemento Ag debe ser [Kr]5𝑠24𝑑9, la
octeto define que cada átomo no debe poseer más de 8e- en su última capa de
energía, el electrón de la capa 5 completa la subcapa D en cuarta capa entonces,
quedando en su subnivel S de la última capa con un electrón. Por lo que el atomo
se estabiliza su configuración quedando [Kr]4𝑑105𝑠1 [29].
Por su electronegatividad baja propio de los metales, la plata no atrae electrones,
por lo que extraen electrones de su última capa d energía lo que ayuda a desarrollar
aglomeración de electrones generando un enlace metálico [29].
36
La pérdida de electrones de la plata, el átomo estable carga 0 tendrá un mayor
radio atómico. La fuerza eléctrica generada entre los electrones debido a la
liberación del mismo provoca una aproximación al núcleo y enlazar con cationes
por la aglomeración de electrones, el enlace es mayor que los iónicos y covalentes
[29].
La energía de ionización no se considera de mucha importancia en este proyecto
debido a que esta es la energía que se requiere para separar un electrón de un
átomo en estado gaseoso.
Figura 7. Capas de energía de átomo de plata
Fuente: [29]
2.1.11. Reducción de un electrón
La reducción de los iones plata debido al electrón único cedido por el agente
reductor (quercetina) denominada reducción radioquímica (electrones son cedidos
por los hidrógenos más ácidos de los grupos –OH de la quercetina, ver figura 2)
[27]
El electrón pasa al orbital del catión de plata se genera la reducción a plata 0, lo
cual lo deja como un elemento libre debido a su número oxidativo paso a 0
37
.
Figura 8. Enlace metálico de nanopartículas de plata en la nube de
electrones
Fuente: [27]
2.1.12. Forma de nanopartículas
La frecuencia de onda a la que se genera las resonancia del plasmón de superficie
cuando el diámetro de las nanopartículas es más bajo de la longitud de onda que
entra en contacto con el material, los mismos que están definidos por el tamaño y
forma de las NPs.
Se produce el movimiento de electrones liberados dado por la unión de fotones que
lo absorben. [30].
38
Figura 9. Longitud de onda que se absorbe según la forma de las
nanopartículas
Fuente: [30]
2.1.13. Tamaño de nanopartículas
El tamaño de nanopartículas está definido por la energía de resonancia de plasmón
de superficie que está ligado a la densidad de electrones libres que actúan con
fotones y da la baja conductividad eléctrica de la nanopartículas
Estas energías no son proporcionales al diámetro de nanopartículas; es decir, si el
diámetro es menor aumenta la longitud de onda dada en nm.
Nanopartículas metálicas dispersas en un medio coloidal de tamaño inferior a
30nm, la RPS absorbe la luz del espectro visible de color azul-verde (λ=450 nm) y
produce una luz reflejada de color rojo, dando al medio coloidal un color rojo intenso
(λ=700 nm)
39
Figura 10. Espectro de absorción de NPs de diámetro inferior a 30 nm con
absorción principal de fotones verdes y azules transmitiendo el color rojo al
coloide
Fuente: [30]
Las nanopartículas metálicas de gran tamaño, la longitud de onda que se absorbe
se desplaza hacia las ondas energía baja (rojo), es decir son absorbidas y
proyectan un azul bajo a la mezcla.
Las nanopartículas aumentan su tamaño manométricamente, la longitud de onda
pasa a la zona infrarroja del espectro visible son reflejada pero no visibilizadas y
se torna traslucida la mezcla.
Tabla 4. Longitud de onda, color absorbido y reflejado de nanopartículas según
su tamaño y forma
Longitud de onda (nm) Color absorbido Color reflejado a la
solución coloidal
780-650 Rojo Azul-verde
650-595 Naranja Azul verdoso
595-560 Amarillo-verde Púrpura
560-500 Verde Rojo púrpura
500-490 Verde azulado Rojo
490-480 Azul verdoso Naranja
480-435 Azul Amarillo
435-380 Violeta Amarillo-verde
40
2.1.14. Caracterización de nanopartículas metálicas
Las propiedades ópticas, electrónicas y comportamiento del plasmón superficial
que tienen las AgNPs, se pueden caracterizar por varias técnicas [18] [22]:
Espectroscopia ultravioleta visible (UV-Vis)
Espectroscopia de infrarrojos (FT-IR)
Microscopia de barrido electrónico (SEM)
Dispersión de Luz dinámica (DLS)
Con estas técnicas se pueden caracterizar las nanopartículas de plata por lo que
se usó:
Espectroscopia ultravioleta visible (UV-Vis) encontrada en el Laboratorio de
Microbiología, Facultad de Ingeniería Química, Universidad de Guayaquil.
Microscopia electrónica de barrido, realizada en el INSPI.
2.2. Marco conceptual
2.2.1. Achyrocline satureioides
Achyrocline satureioides (Lam.) DC. “marcela blanca”; o “vira-vira” perteneciente a
la especie Inuleae (Asteraceae), tienen una amplia distribución geográfica comunes
en países como Brasil, Argentina y en Ecuador en la zona de Chunchi-Bolívar; Son
especies nativas, herbáceas de hojas simples y alternas, sus inflorescencias
dispuestas encima de capítulos. Su cultivo o disponibilidad es esporádica debido a
que es una planta silvestre y estacionaria. Presentan características
exomorfológicas similares, lo que trae aparejados problemas de identificación a
campo. Usada ancestralmente en la medicina popular en afecciones del sistema
digestivo, con propiedades antiespasmódicas, antiinflamatorias, antimicrobianas
[31].
Esta planta contienes productos fitoquímicos es decir rica en flavonoides lo cual le
atribuyen actividades biológicas.
41
Los principales flavonoides presentes en A. satureioides son: luteolina, quercetina,
3-O-metil-quercetina y achyrobichalcone [4].
Figura 11. Planta Achyrocline satureioides
Fuente: [6]
2.2.2. Propiedades de la Achyrocline satureioides
Se le atribuye cualidades antinflamatorias, anticancerígenas, antioxidantes,
antimicrobiana [31].La capacidad y la eliminación de radicales libres de Achyrocline
satureioides (AS) ha sido demostrado en diversos modelos experimentales y se
informó que AS células protegidas en cultivo contra un ataque oxidativo. Además,
se ha demostrado que los extractos acuosos de AS no son tóxicos en una dosis
máxima tolerable de 5 g / kg. El análisis fitoquímico de AS muestra que sus
compuestos principales son polifenoles y flavonoides como: ácido cafeico, ésteres
de galangin-3-metil éter, quercetina; luteolina; 3-metoxi-quercetina y un nuevo
chalcone: achyrobichalcone [4]entre muchos otros
Compuestos. A este respecto, el efecto beneficioso de la A. s. se ha atribuido a su
contenido en flavonoides como la quercetina, una molécula que se ha demostrado
que es Neuroprotectora en varios modelos in vitro e in vivo, cuando se entrega en
un liposomal Preparación después de la isquemia focal en ratas. Sin embargo, no
hay informes de preparaciones de AS in vivo [3].
42
Teniendo en cuenta la no toxicidad y el alto consumo popular de esta planta en
América del Sur, decidimos explorar los beneficios putativos de un tratamiento
previo crónico oral con una decocción de AS en un modelo de arteria cerebral media
permanente Oclusión (ACMpo) en ratas. Se evaluó el déficit neurológico conductual
y el volumen de infarto cerebral de las ratas pretratadas con la decocción y
sometidas a ACMpo. Examen histopatológico con tinción de Nissl y fluorescente
marcador de degeneración neuronal Fluoro-Jade. Dados los numerosos evidencias
que muestran la capacidad neuroprotectora de la quercetina y siendo este el
flavonoide, un componente conspicuo de AS, pareció que valía la pena evaluar la
presencia de quercetina en la decocción y su biodisponibilidad en el plasma de
animales experimentales para evaluar la posibilidad de ser responsables de los
efectos de AS [3]
2.2.3. Principios Activos de Achyrocline satureioides
Los principios activos son sustancias que se encuentran en las distintas partes u
órganos de las plantas y que alteran o modifican el funcionamiento de órganos y
sistemas del cuerpo humano y animal. Los más importantes desde el punto de vista
de la salud son los aceites esenciales, los alcaloides, los glucósidos o heterósidos,
los mucílagos o gomas, y, los taninos. Existen en las plantas otros principios activos
relevantes denominados nutrientes esenciales, como vitaminas, minerales,
aminoácidos, carbohidratos y fibras, azúcares diversos, ácidos orgánicos, lípidos y
antibióticos. Los principios activos, según su estructura química, se clasifican en
dos grupos: - Productos resultantes del metabolismo primario, de procesos
químicos que intervienen de manera directa en la supervivencia, crecimiento y
reproducción. Glúcidos, lípidos, derivados de aminoácidos. - Productos derivados
del metabolismo secundario, que no son esenciales para el metabolismo, sino que
43
son sintetizados como defensa y adaptación. Son los más importantes. Heterósidos,
polifenoles, terpenoides y alcaloides. Éstos últimos son los más importantes, que se
subdividen en distintos grupos en función de su estructura química.
2.2.4. Polifenoles
Se denomina a los compuestos químicos que contenga uno más fenoles en su
estructura molecular, se encuentran en partes de plantas y frutos. Clasificados en
taninos hidrolizados y no hidrolizados o condensados, flavonoides el subgrupo más
amplio de estos componentes [7] [6].
2.2.5. Flavonoides
El subgrupo de mayor cuantificación en los polifenoles, solubles en agua, el color
que los caracteriza es el amarillo; con una gran cantidad de antioxidantes que les
da la propiedad de ser anticancerígenas y antimicrobianas, además de ayudar como
agente reductor e inhibir la toxicidad de las plantas al exponerse por tiempo
prolongado al sol, destruyendo pigmentos que convierten la energía, ej.: la clorofila
de las plantas.
Vinculados a la síntesis de nanopartículas metálicas debido a que provocan la
reducción de iones plata 1+ a iones plata estables 0 y sus residuos no causan daño
aglomerado al medio ambiente.
[6] [4].
2.2.6. Quercetina
La quercetina con formula química de 𝐶15𝐻10𝑂7 y nomenclatura 2-(3,4-
dihidroxifenil)-3, 5,7-trihidroxi-4H-1,4-benzopiran-4-ona es un flavonoide presente
en elevadas concentración en plantas y frutos. Presente en las dietas diarias,
incolora y el principal agente reductor o antioxidante que tiene como función detener
44
el proceso oxidativo delas moléculas debido a que cede sus electrones a las
moléculas oxidantes [6] [3].
Un estudio del año 2014 en la universidad de Buenos Aires en Argentina realizó
una evaluación de los perfiles de calidad a un extracto obtenido de las hojas de A.
satureioides mediante un análisis de cromatografía liquida y el resultado de
quercetina fue de un rango de 0,73±0,21 y 0,64±0,28 (%P/P) [6]
Figura 12. Estructura química de quercetina
Fuente: [32]
2.2.7. Luteolina
Es uno de los flavonoides más abundantes entre los vegetales, pero se encuentran
en mayor cantidad en el apio, tomillo, manzanilla, pimiento verde y perilla.
Promueve el metabolismo de carbohidratos y tiene un gran papel para reducir
inflamaciones y síntomas de shock séptico. Su fórmula 𝐶15𝐻10𝑂6 y nombre IUPAC
de 2-(3,4-dihidroxifenil)-5,7-dihidroxi-4H-1,4 benzopiran-4-ona
45
Figura 13. Estructura química de luteolina
Fuente: [7]
2.2.8. Tautomería ceto-enol
Se conoce como tautomería al reajuste reversible e inmediato que sufre las
moléculas. Son reacciones acido-base en donde una parte de la estructura de la
molécula actuaría como acido liberando un protón y otra parte de la molécula
actuaría como base, aceptando el protón. Para conocer el equilibrio de los
tautómero, se debe encontrar una constante tautomérica
La quercetina (compuesto reductor principal de la A. satureioides) posee cinco
fenoles los cuales actuarán como ácidos debido a su hidrogeno cediendo su protón
al carbón del cual están enlazado o al medio donde se encuentran los cationes
Ag+1que actuarán como la base. De estos cinco fenoles, los fenoles que
reaccionan según la figura 3 poseen constantes de acidez (pKa) muy bajos, lo cual
señala que el compuesto en una solución acuosa tendrá mayor concentración en
su forma enólica que en su forma cetónica [23], Ver tabla 1. Y figura 2. 𝐾𝑡. Mientras
mayor sea este valor, más estable es el compuesto [23]
2.2.9. Método de síntesis de las nanopartículas
Para la elaboración de nanopartículas se distinguen dos alternativas básicas: “top-
down, bottom-up”. [27]
La alternativa Top-down es una técnica mediante la cual se inicia con un material
de tamaño grande y por medio del proceso de grabado o molienda, se puede
46
obtener de este proceso nanopartículas mediante la reducción del material. Los
métodos más representativos de la alternativa Top-down son: [27]
Evaporación térmica:
Deposito químico en fase vapor
Preparación de clusters gaseosos
Implantaciones de iones
[27]
2.2.10. Caracterización de nanopartículas de plata mediante Espectrofotometría UV-Vis
La espectrometría es un método científico utilizado para determinar la absorbancia
de luz por parte de una sustancia química, midiendo la intensidad inicial y la
intensidad final de la luz cuando atraviesa el medio. De esta manera se puede
determinar el parámetro absorbancia (cantidad de luz absorbida por una solución
muestra, la transmitancia (cantidad de luz que se transmite por la solución muestra
y la concentración de partículas en general que posee esa muestra según la ley de
Beer-Lambert [33]
47
Figura 14. Representación gráfica del fundamento utilizado en la
espectrofotometría por la ley Beer-Lambert.
Fuente: [30]
Donde:
𝐼0: Intensidad inicial de la luz emitida
𝐼1: Intensidad de luz recibida por una célula fotoeléctrica o detector de luz
C: concentración de sustancias generales en la solución
A: absorbancia de luz por parte de las partículas de la solución muestra
L: longitud que la luz recorre dentro del medio, generalmente cubetas de cuarzo o
polímero. Se puede determinar el tamaño y forma de las nanopartículas a través
del espectrofotómetro UV-Vis debido a graficas de correlación entre absorbancia y
longitud de onda de la espectrofotometría y del método de microscopia electrónica
de barrido. Esta correlación se debe realizar para cada NP metálica diferente. Para
la forma de las AgNPs Ver figura 4. En el caso de las AgNPs la gráfica por la cual
se puede deducir su tamaño es la siguiente:
48
Figura 15. Caracterización de tamaño de nanopartículas de plata a través de
técnica Espectrofotometría UV-Vis
Fuente: [34]
Según el libro A Textbook of Nanoscience and Nanotechnology de Thalappil
Pradeep, existe un rango tamaño de nanopartículas de plata más exacto según el
rango de longitud de onda de la resonancia plasmónica de superficie de la muestra
con nanopartículas.
2.2.11. Tamizaje Fitoquímico
El tamizaje fitoquímico es una técnica que diferencia, analiza y da a conocer la
actividad biológicas de los componentes propios y generados por la planta,
Los componentes fitoquímicos se encuentran principalmente en los alimentos, no
son nutricionalmente primordiales, pero ayudan de manera beneficiosa a la salud,
en la figura 1 se mencionan los principales.
Se realiza tamizaje fitoquímico como análisis para determinar cualitativamente sus
componentes, entre los análisis más comunes y realizados en esta investigación
son [35] [36]:
49
Ensayo de resinas, mediante la precipitación de solutos bajo agitación
previa
Ensayo de saponinas o ensayo de espuma, mediante agitación constante
Compuestos fenólicos, mediante la observación de cambio de coloración de
la muestra por la adición de cloruro férrico (FeCl3)
Flavonoides, mediante la observación del cambio de coloración de la
muestra por la adición de HCl, alcohol amílico bajo ligero calentamiento
Ensayo de aceites esenciales, secado al ambiente.
Ensayo de alcaloides,
Ensayo de Catequinas, colocar una gota sobre papel filtro y someter a
lámpara UV
Compuestos reductores, someter a calentamiento y agregar reactivo de
Fehling
Tabla 5. Rangos de posición de los picos de absorción de AgNPs de
diferente tamaño en el espectro UV-Vis
Tamaño de partícula (nm) Posición del pico (nm)
10-14 Menor igual a 400
15-34 401-429
35-50 430-435
51-59 436-437
60-80 438-470
80-100 471-53
Fuente: [34]
2.2.12. Cromatografía liquida de alta resolución (HPLC)
En la cromatografía líquida, la fase móvil es un líquido que fluye a través de una
columna que contiene a la fase fija. La separación cromatografía en HPLC es el
50
resultado de las interacciones específicas entre las moléculas de la muestra en
ambas fases, móvil y estacionaria. A diferencia de la cromatografía de gases, la
cromatografía de líquidos de alto rendimiento (HPLC, de high-performance liquid
chromatography) no está limitada por la volatilidad o la estabilidad térmica de la
muestra. La HPLC es capaz de separar macromoléculas y especies iónicas,
productos naturales lábiles, materiales poliméricos y una gran variedad de otros
grupos polifuncionales de alto peso molecular. Con una fase móvil líquida
interactiva, otro parámetro se encuentra disponible para la selectividad, en adición
a una fase estacionaria activa. La HPLC ofrece una mayor variedad de fases
estacionarias, lo que permite una mayor gama de estas interacciones selectivas y
más posibilidades para la separación.
2.2.13. Espectroscopía UV-Vis (Genesys 10-uv)
La espectroscopía UV-Vis en el equipó Genesys 10-uv está basada en el proceso
de absorción de la radiación ultravioleta-visible (radiación con longitud de onda
comprendida entre los 160 y 780 nm) por una molécula. La absorción de esta
radiación causa la promoción de un electrón a un estado excitado. Los electrones
que se excitan al absorber radiación de esta frecuencia son los electrones de enlace
de las moléculas, por lo que los picos de absorción se pueden correlacionar con los
distintos tipos de enlace presentes en el compuesto. Debido a ello, la
espectroscopía UV-Vis se utiliza para la identificación de los grupos funcionales
presentes en una molécula. Las bandas que aparecen en un espectro UV-Vis son
anchas debido a la superposición de transiciones vibracionales y electrónicas.
51
2.2.14. Microscopio de Barrido Electrónico (SEM) – (JEOL-5310)
Un Microscopio de Barrido Electrónico modelo JEOL-5310 se encuentra
principalmente compuesto por un emisor de electrones, una columna y diferentes
lentes electromagnéticas. La función del emisor es generar un haz de electrones
(electrones incidentes) con una aceleración entre 200 V y 30 keV, el cual viaja a
través de la columna (Vacío de 10-4 Pa). En la columna el haz de electrones pasa
a través de las diferentes lentes electromagnéticas y un sistema de deflexión que
permite manipular el haz de electrones para poder llevar a cabo un barrido
superficial de la muestra. Una vez que los electrones incidentes interaccionan con
la superficie de la muestra se generan diferentes señales: electrones secundarios,
electrones retro-dispersados, rayos x, entre otras. Estas señales son capturadas
por distintos tipos de detectores, ayudando a obtener información morfológica y de
composición química superficial de la muestra.
52
CAPITULO 3. METODOLOGÍA
3.1. Tipo de investigación
Este proyecto de investigación tiene un enfoque de tipo exploratorio, experimental
cualitativo, para cumplir con los objetivos especificados en la investigación.
3.2. Exploración científica
En este proyecto de investigación se utilizaron fuentes de información; tales como,
tesis doctorales, libros, tesis de maestría y papers científicos con un periodo de
selección de 2010 hasta 2018.
3.3. Materiales de recolección de materia prima
La materia prima Marcela (Achyrocline satureioides), obtenida de la reserva
ecológica de los páramos andinos del sector de Chunchi
Obtención de reactivo químico (sal inorgánica) nitrato de plata del laboratorio
Luque.
Agua destilada adquirida en Distribuidor Cevallos.
Etanol 99% adquirido en Distribuidor Domínguez.
Metanol 96% adquirido en Distribuidor Domínguez.
Las cajas Petri obtenidas del Distribuidor La Casa del Esparadrapo.
Las cepas proporcionadas por el laboratorio de Microbiología de la Facultad
de Ingeniería Química.
53
3.4. Instrumental del Laboratorio de Microbiología
En la siguiente tabla se enlista los instrumentos y equipos del laboratorio utilizados
para el desarrollo de este proyecto, teniendo como lugar central de operación el
Laboratorio de Microbiología de la Facultad de Ingeniera Química, Universidad de
Guayaquil.
Estufa de secado
Balanza digital
Balanza analítica
Molino de bolas
Molino mecánico
Hornilla eléctrica
Olla
Refrigeradora del Laboratorio
Máquina de luz UV
Tubos de ensayo
Vidrio reloj
Pipetas
3.5. Equipos de medición y control del producto
Espectrofotómetro UV-Vis (Genesys 10-uv)
Microscopio electrónico de barrido
Metalizador
54
3.6. Pruebas de actividad microbiana
Para el desarrollo del ensayo de inhibición microbiana, se necesita realizar cultivos
de las cepas de E. coli y S. aureus, que fueron proporcionadas por el Laboratorio
de Microbiología de la Facultad Ingeniería Química, Universidad de Guayaquil. Las
cepas de E. coli y S. aureus se encontraban en un caldo concentrado. Se utilizó
100 microlitros de soluciones concentradas para cada siembra. Se colocó en un
cuadrante de la caja Petri y se extendió con un asa Drigalsky por todo el agar. Se
realizaron duplicados de cada cultivo microbiano para obtener un promedio de los
datos. Para obtener el halo de inhibición se utilizó discos de 0.5cm de diámetro en
blanco para antibiogramas en los cuales se colocó 15 microlitros de cada solución
de AgNPs sintetizadas y de las soluciones patrones para la comprobación de la
actividad antimicrobiana. Las cajas Petri fueron divididas en cuatro cuadrantes los
cuales son:
Ag: nitrato de plata 1mM
M: extracto al 4% de polvo de hojas de Marcela
Np6: Nanopartículas de plata sintetizadas el día seis de elaboración del extracto.
Cada solución de AgNPs sintetizadas tuvo un tiempo de reposo de 6 días, con el
fin de que en el análisis se puedan tomar muestras de AgNPs estables y no
partículas aglomeradas que disminuyan el efecto de inhibición, según un informe
realizado por Erna Susanti [37].Cada caja Petri se dividió en cuatro partes: en el
primer cuadrante se colocó AgNO3 1mM, en el segundo cuadrante se utilizó
extracto al 4% p/v, en el tercer cuadrante se utilizó AgNPs formado en el día cero
de reposo del extracto y en el último cuadrante AgNPs sintetizado en el día seis de
reposo. Luego del tiempo de reposo respectivo para las AgNPs sintetizadas el día
0 y día 6. Luego de realizar correctamente la siembra se conservó en la incubadora
a 38ºC durante 24 horas las bacterias E. coli y S. aureus. Luego del tiempo descrito
de reposo para los cultivos, se sacan de la incubadora y se mide con un Vernier los
halos de inhibición producidos por cada una de las sustancias.
55
3.7. Diseño de la investigación - Flujograma obtención de NPsAg
Reserva Ecológica Natural del Páramo Andino
MARCELA
(Achyrocline satureioides)
FASE 1
Secado
Molido %Peso
FASE 2
Extracto alcohólico
DPPH
(Antioxidantes)
Tamizaje Fitoquímico
Polvo de Marcela
+ Etanol 99%
% inhibición
Genesys 10-uv
% humedad
Acondicionamiento de la Materia Prima
FASE 3
Síntesis verde de NPs Extracto alcohólico
+ AgNO3
Caracterización
de NPsAg
SEM
(JEOL-5310)
E. Resinas
E. Catequinas
E. Saponinas
E. Alcaloides
E. Aceites esenciales
Comp. Fenólicos
Comp. Reductores
Flavonoides
Espectrofotometría
UV-Vis
(Genesys 10-uv)
Actividad microbiana
56
3.7.1. Acondicionamiento de las hojas Marcela
Inicialmente se deshoja la planta y se separan las hojas e inflorescencias para
facilitar el proceso de secado. Se pesan cada parte por separado antes de ingresar
a la estufa esta debe estar precalentada para mantener una temperatura de 38-
40ºC por un tiempo de 3 días. Se pesa nuevamente para tener el porcentaje de
agua eliminada.
Posteriormente el material es llevado al molino mecánico convencional y al molino
eléctrico 1 hora. Para facilitar el molido del material se sometió a secado a 60ºC por
1 día y proceder a culminar con el proceso de acondicionamiento de la materia
prima.
No se procedió a tamizar debido al que el material o la textura de las hojas no
permitían la mayor reducción de las partículas.
3.7.2. Elaboración de extracto reductor a partir de polvo de hojas de Marcela.
La materia prima está en polvo contiene baja humedad y su solubilidad en agua es
baja, se trabajó con etanol 99º. Se preparó una solución alcohólica para obtener
100ml del extracto (10 gramos de polvo de Marcela y 100 mililitros de etanol al 99),
preparando tres muestras.
57
3.8. Preparación del nitrato de plata
Se prepararon tres concentraciones diferentes de nitrato de plata:
AgNO3 a 0.05 M se disuelve 0.85 gramos en 100 ml de extracto alcohólico
AgNO3 a 0.1 M se disuelve 1.69 gramos en 100ml de extracto alcohólico
AgNO3 a 0.15 M se disuelve 2.55 gramos en 100 ml de extracto alcohólico
Se envasa herméticamente y se somete a refrigeración para tomar las muestras en
intervalo de días.
3.9. Tamizaje fitoquímico en el extracto de hojas de Marcela
La Escuela Superior Politécnica del Litoral dicta un curso teórico – práctico sobre
“productos naturales con interés agrícola y farmacológico” estas técnicas de
tamizaje determinan el análisis cualitativo de los componentes químicos contenidos
en el extracto alcohólico a partir de un material vegetal [35] [43].
3.9.1. Ensayo de Resina
Se toma 2ml de solución alcohólica y se adiciona 10 ml de agua destilada. La
presencia de precipitado indica el ensayo positivo [35] [43].
3.9.2. Ensayo de Catequinas
Se toma de la solución alcohólica una gota con la ayuda de un capilar y aplique la
solución en papel filtro. Sobre la mancha aplique solución de carbonato de sodio.
58
La presencia de una mancha verde al contacto de la luz UV, indica el ensayo
positivo [35] [43].
3.9.3. Compuestos Fenólicos. Ensayo de cloruro férrico
Se toma 1 ml del extracto alcohólico se le adiciona 3 gotas de tricloruro férrico al
5% solución salina fisiológica (cloruro de sodio al 0.9% en agua) [35].
En el ensayo se determina tanto fenoles como taninos.
Desarrollo de una coloración rojo vino, compuestos fenólicos en general.
Desarrollo de una coloración verde intensa, taninos del tipo pirocatecólicos.
Desarrollo de una coloración azul, taninos del tipo pirogalotánicos.
3.9.4. Compuestos Reductores. Ensayo de Fehling
Se toma un 1 ml de la solución alcohólica, debe evaporarse el solvente en baño de
agua y el residuo disolver en 1-2 ml de agua. Adicionar 2 ml del reactivo y someter
a calentamiento en baño de agua 5-10 minutos la mezcla. Si existe la presencia de
precipitado rojo indica que el ensayo es positivo [35] [43].
3.9.5. Flavonoides. Ensayo de antocianidinas
Se calienta 2 ml del extracto alcohólico por 10 minutos con 1 ml de HCL conc. Se
deja enfriar y se adiciona 1 ml de agua y 2 ml de alcohol amílico. Se agita y se deja
separar las dos fases, la aparición de color rojo a marrón en la fase amílica, indica
que el ensayo es positivo [35][43].
59
3.9.6. Saponinas. Ensayo de espumas
Se toma 1 ml del extracto alcohólico y se diluye con 5 veces su volumen en agua
(5 ml) y se agita la mezcla durante 5-10 minutos. Se considera positivo el ensayo
si aparece espuma en la superficie del líquido de más de 2 mm de altura y se
mantiene por 2 minutos [35] [43].
3.9.7. Alcaloides. Ensayo de Dragendorff
Se toma 1 ml del extracto alcohólico, este debe evaporarse en baño de agua y el
residuo disolverse en 1 ml de ácido clorhídrico al 1% en agua y agregar 3 gotas de
reactivo Dragendorff, si hay opalescencia se considera (+), turbidez definida (++),
precipitado (+++) [35] [43].
3.9.8. Ensayo de Aceites Esenciales
Se toma 5 ml del extracto y se deja evaporar sobre un vidrio reloj a temperatura
ambiente. Si al evaporarse el disolvente aparece un líquido oleoso aromático que
no deja mancha de grasa sobre el papel filtro indica la presencia de aceite esencial
[35] [43]
3.10. Caracterización de quercetina en polvo de Marcela
El principal flavonoide contenido en el polvo de la Marcela es la quercetina que
actúa como agente reductor [4] [6]. Se determinará cuantitativamente el analito
60
mediante cromatografía HPLC para ello se seguirá la metodología utilizada en la
determinación de quercetina en polvo de hojas de té verde [37][44].
En la metodología para la determinación mediante HPLC se identifican dos fases;
se usó metanol como disolvente polar (fase móvil) con volumen de 1 ml/min que al
entrar en contacto con el analito (fase estacionaria), este se disolverá con el
metanol ayudando a que la quercetina se cuantificada a 370 nm [37][44].
CAPITULO 4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1. Acondicionamiento de las hojas de Marcela
El peso inicial de las hojas de Marcela era de 922 gramos y se sometió a secado
en la estufa a una temperatura de 38º-40º durante 3 días, siendo controlada en
intervalo de 4 horas para determinar la variación de masa.
Porcentaje de humedad eliminada
%𝐻 =𝑚ℎ −𝑚𝑠
𝑚ℎ∗ 100 =
%𝐻 =𝑚ℎ −𝑚𝑠
𝑚ℎ∗ 100 =
Donde:
𝑚ℎ:masa húmeda de hojas de Marcela
𝑚𝑠: masa seca de hojas de Marcela
61
Las hojas secas fueron sometidas a molienda con el uso de un molino de bolas con
la ayuda de 50 bolas de cerámica de un mismo diámetro durante 20 minutos, debido
al material aterciopelado o lanoso de las hojas, se sometió a molienda mecánica
con el uso de molino convencional.
4.2. DPPH. Antioxidantes
Se preparó la muestra DPPH para la identificación de la inhibición debido al
contenido de antioxidantes contenido en el extracto y sacar un estimado, usando
como blanco metanol.
Para obtenerte estos resultados se realizaron por triplicado las muestras con cada
volumen de extracto, obteniendo como resultados favorables el contenido de
antioxidantes en la planta.
Tabla 6.Porcentaje de inhibición de extracto etanólico de hojas de A.
satureioides
50 microlitros 25 microlitros 15 microlitros
84.86% 74.43% 62.45%
62
4.3. Tamizaje fitoquímico
Tabla 7.Tamizaje fitoquímico del extracto etanólico de hojas de A.
satureioides
Fuente: (Chila-Menéndez ,2018)
El resultado fue negativo tanto en la determinación de resinas y espumas; sin
embargo, el resultado fue el esperado en compuestos básicos para esta
investigación, caracterizando la composición de compuestos fenólicos presente en
la Marcela son los taninos pirocatecólicos.
Ensayo de resinas Negativo
Ensayo de Catequinas positivo
Compuestos fenólicos. Ensayo de cloruro
férrico
Verde (tanino pirocatecólicos)
Compuestos Reductores. Ensayo de
Fehling
Positivo
Flavonoides. Ensayo de antocianidinas Positivo
Saponinas. Ensayo de espuma Negativo
Alcaloides. Ensayo de Dragendorff ++ , +++
Ensayo de aceites esenciales Positivo
63
4.4. Caracterización de quercetina por HPLC
El análisis de HPLC se realizó en los laboratorios de Química Analítica de la facultad
de Química y Ciencias Exactas de la Universidad Técnica Particular de Loja (UTPL).
Para este análisis se utilizó 1microlito de un extracto etanólico al 20% del polvo de
hojas de Marcela para determinar la quercetina como principal agente reductor y
flavonoides presente en las hojas de esta planta.
El resultado cuantitativo de su composición fue de 49.7±5 mg/g de quercetina y el
punto de saturación más alto se da en un tiempo de retención de 0.4 minutos [38].
Figura 16. Reporte del análisis de quercetina por HPLC presente en polvo de
hojas de Marcela
Fuente: [38] [40]
64
4.5. Caracterización de nanopartículas por espectro UV-VIS
Para este procedimiento se utilizó el espectrofotómetro Genesys 10-uv con
muestras de AgNPs. El blanco fue etanol.
Tabla 8. Análisis de espectroscopia UV-Vis
Días ʎ Absorbancia
Concentración
(ppm)
0
295 0.476 0.475 226.7
330 2.19 2.18 250.6
325 2.346 2.35 286.5
6
365 2.956 2.95 0.989
375 2.92 2.874 0.963
345 2.939 2.94 0.985
9
315 2.989 2.99 0.999
370 2.990 2.934 0.995
375 2.995 2.972 1.009
12
355 2.994 2.953 0.998
365 2.938 2.931 0.995
395 2.951 2.949 0.998
Fuente: (Chila-Menéndez, 2018)
65
Para obtener el resultado se realizó muestras con tres concentraciones diferentes
de AgNO3 (0.05-0.1-0.15 M), dando como más estable 0.1M de AgNO3, obteniendo
una concentración de 0.99ppm en la muestra.
Los datos obtenidos indican que la longitud de onda alcanzadas con mayor
concentración 365 y 375nm dando un promedio de 370, lo que indica según la tabla
que las nanopartículas obtenidas tienen un diámetro de 10-15nm.
Mencionado en la figura 5 la forma de nanopartículas más cercanas a longitudes
iguales o menores a 400nm indican que las AgNPs son de forma esférica, la forma
más común en la síntesis.
4.6. Caracterización de forma y tamaño de las nanopartículas de plata
El análisis se realizó en el laboratorio de microscopia electrónica de barrido del
Instituto Nacional de Investigación de Salud Pública (INSPI) en el equipo
Microscopio Electrónico de Barrido JEOL (JSM 5310), a las muestras se les dio un
baño de oro en el metalizador JEOL (FJFC-1200), con un tiempo de exposición de
30 minutos por lo que se divisa formas esféricas y su tamaño oscila entre los 10-
15nm, tomando las imágenes que presentan menos aglomeración [39]
66
Figura 17. Caracterización de las nanopartículas de plata
Fuente: [39]
Fuente: Chila-Menéndez, 2018
1.5cm= 1.5e+7nm =
NPsAg =11.07nm
1.5cm= 1.5e+7nm =
NPsAg =11.07nm
Fuente: Chila-Menéndez, 2018
2cm=2e+7nm=
NPsAg =12.44nm
67
Fuente: Chila-Menéndez, 2018
2.5cm=2.5e+7nm=
NPsAg=13.79nm
4.7. Inhibición bacteriana
Tabla 9. Valores de halo de inhibición de NPsAg
Sustancias E. coli (100µl) S. aureus (100µl)
valores en cm
AgNO3 1nM 1.055 1.10 1.02 1.025
Extracto 1.15 1.20 1.48 1.44
NPsAg día 0 3.00 3.098 3.12 2.05
NPsAg día 6 2.58 2.78 2.18 2.02
Fuente: Chila-Menéndez, 2018
Los resultados de la tabla 9 nos afirman la actividad microbiana del AgNO3 y el
extracto de polvo de hojas de Marcela, sin embargo el halo de inhibición decrece a
medida que pasa el tiempo como se puede evidenciar del día 0 al día 6, pero se
mantiene la actividad.
68
CONCLUSIÓN
Los resultados obtenidos en la selección de A. satureioides son una muestra inicial
de 968 gr de hojas de A. satureioides y se obtuvo una muestra final de 692 gr luego
del proceso de secado, el análisis fitoquímico da a conocer la presencia de algunos
componentes orgánicos: compuestos reductores, compuestos flavonoides,
compuestos fenólicos en especial los taninos pirocatecólicos, catequinas,
alcaloides y aceites esenciales.
La caracterización de NPsAg da un porcentaje de 0.99 ppm en la muestra con un
diámetro de 10-14nm de cada partícula encontrándose en su forma más tradicional
(esférica) con la concentración favorable de 0.1mM de AgNO3, la concentración de
quercetina presente en el extracto de A. satureioides determinado por análisis
HPLC fue de 49.7±5 mg/g, se determinó el porcentaje de inhibición en extracto de
hojas de A.satureioides por medio de DPPH generando datos de 84.46%,
ratificando la atribución de propiedades con actividad antiinflamatorias,
antibacteriana, antioxidante y antitumoral.
DISCUSIÓN
Salguero Salas en 2016 referencia un trabajo investigativo sobre “Síntesis y
caracterización de nanopartículas de plata usando como reductores
extractos de menta (Origanum vulgare) y cilantro (Coriandrum sativum), y
como funcionalizante el látex de sangre de drago (Croton lechleri)”, el deduce
la actividad microbiana .
69
María Carola Sabini en su trabajo “Potent inhibition of Western Equine
Encephalitis virus by a fraction rich in flavonoids and phenolic acids obtained
from Achyrocline satureioides”, elaborado en el 2016, desarrollo el tema con
infusuin de la planta en estudio por lo que se evidencia que en combinacion
con el AgNO3 su capacidad se debe intensificar.
Por lo que en el trabajo desarrollado en esta investigación se demostró
tamaño y forma de manera gráfica y teórica, a diferencia que en los trabajos
mencionados anteriormente.
BIBLIOGRAFÍA
[1] K. K. Mahendra Rai, NANOTECHNOLOGY IN DIAGNOSIS, TREATMENT AND
PROPHYLAXIS OF INFECTIOUS DISEASES, Chennai, India: ELSEVIER, 2015.
[2] M. E. L. Lukas Cardeño Calle, «Síntesis verde de nanoparticulas de plata mediante el
uso de ajo (Allium sativum),» Revista Soluciones de Postgrado EIA, pp. 129-140,
2014.
[3] B. D. T. C. P. J. A. A. C. P. G. P. d. S. M. M. M. B. P. F. D. M. PhD. Felicia Rivera
Megret, «Achyrocline satureioides (Lam.) DC. (marcela) reduces brain damage in
70
permanent focal ischemia in rats,» Revista Cubana de Plantas Medicinales, pp. 445-
460, 2013.
[4] V. J. S. S. B. A. Retta D & Dellacassa E, «Marcela, a promising medicinal and
aromatic plant from Latin America: A review,» Industrial Crops and Products, pp.
27-38, 2012.
[5] L. N. C. F. M. E. M. L. D. I. L. N. M. S. S. C. J. I. María Carola Sabini, «Potent
inhibition of Western Equine Encephalitis virus by a fraction rich in flavonoids and
phenolic acids obtained from Achyrocline satureioides,» Revista Brasileira de
Farmacognosia, pp. 571-578, 2016.
[6] s. Retta Daiana, «Determinación de calidad de “marcela” Achyrocline satureioides
(Lam.),» Dominguezia, Buenos Aires, Argentina, 2014.
[7] Á. S. B. J. I.-M. L. M. M. Goltz C, «Ultrasound-assisted extraction of phenolic
compounds from Macela (Achyrolcine satureioides) extracts,» Industrial Crops and
Products, pp. 227-234, 2018.
[8] S. Oldenburg, «"Silver Nanoparticles:Properties and Applications",» Carboh Resea,
p. 4, 2008.
[9] A. A.-W. A. Kholoud M.M. Abou El-Nour & Ala’a Eftaiha, «Synthesis and
applications of silver nanoparticles,» Revista árabe de química, pp. 135-140, 2010.
[10] N. V. Ayala Nuñez, «NANOPARTÍCULAS DE PLATA COMO
MICROBICIDAS:ACTIVIDAD Y MECANISMOS DE ACCIÓN CONTRA
LAINFECCIÓN POR EL VIRUS DE INMUNODEFICIENCIA HUMANA(VIH) Y
DIFERENTES BACTERIAS RESISTENTES AANTIBIÓTICOS,» Mexico, 2010.
[11] G. S. R. P. W. G. J. R. S. S. Wesam Salem & Deborah R. Leitner & Franz G.Zingl,
«Antibacterial activity of silver and zinc nanoparticles against Vibrio cholerae and
enterotoxic Escherichia coli,» International Journal of Medical Microbiology, pp. 85-
95, 2015.
[12] D. N. K. M. S. R. Pasupuleti Visweswara Rao, «"Phytochemicals and Biogenic
Metallic Nanoparticles asAnticancer Agents",» Hindawi Publishing Corporation,
Malaysa, 2016.
[13] I. H. H. S. ,. a. S. S. Ajey Singh & N. B. Singh, «Plant-nanoparticle interaction: An
approach to improve agricultural practices and plant productivity,» International
Journal of Pharmaceutical Science Invention, pp. 25-40, 2015.
[14] A. J. L. O. V. S. S. S. M. I. V. Y. M. E. T. a. N. O. K. V. V. Makarov, «“Green”
Nanotechnologies: Synthesis of Metal Nanoparticles Using Plants,» ActaNaturae, pp.
35-44, 2014.
[15] M. A. a. S. K. C. Sidra Sabir, «Zinc Oxide Nanoparticles for Revolutionizing
Agriculture: Synthesis and Applications,» The Scientific World Journal, p. 8, 2014.
[16] M. B. A. V. J. S. A. R. a. C. B. Sally D. Solomon, «Synthesis and Study of Silver
Nanoparticles,» Journal of Chemical Education, p. 322, 2007.
[17] H. A. M. D. y. M. P. Ávalos. A, «NANOPARTÍCULAS DE PLATA:
APLICACIONES Y RIESGOS TÓXICOS PARA LA SALUD HUMANA Y EL
71
MEDIO AMBIENTE,» Revista Complutense de Ciencias Veterinarias , pp. 1-23,
2013.
[18] Iago Neira Garcia, «Síntesis verde de nanopartículas para a eliminación de colorantes
en medios acuosos.,» Universidad de Coruña, Coruña, 2015.
[19] Tabita Ana Cenusa, «DETERMINACIÓN DE POLIFENOLES EN VINOS
MEDIANTE UN SENSOR DE NANOPARTÍCULAS DE CERIO,» Valencia, 2016.
[20] Gabriela Margarita Miño Castro, «Investigación fitoquímica e identificación de
principios activos en seis especies del género Baccharis,”,» 2007.
[21] Alberto Corzo Lucioni, «Síntesis de nanopartículas de oro obtenidas por reducción de
H[AuCl4],» Revista de la Sociedad Química del Perú, 2012.
[22] M. A. Salguero Salas, «Síntesis y caracterización de nanopartículas de plata usando
como reductores extractos de menta (Origanum vulgare) y cilantro (Coriandrum
sativum), y como funcionalizante el látex de sangre de drago (Croton lechleri),» Quito,
2016.
[23] Willian Alberto Robledo P, «FENÓMENOS TAUTOMÉRICOS EN SISTEMAS
HETEROCÍCLICOS AROMÁTICOS.,» Colombia, 2015.
[24] María Concepción Fraile Romero, «Estudio de las interacciones entre nanoparticulas
de metales nobles y ADN,» Sevilla, 2016.
[25] S. Jain and M. S. Mehata, «“Medicinal Plant Leaf Extract and Pure Flavonoid
Mediated Green Synthesis of Silver Nanoparticles and their Enhanced Antibacterial
Property”,» Science Republic, p. 15867, 2017.
[26] The PubChem Project, «The PubChem Project,» Julio 2018. [En línea]. Available:
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/.[Accessed: 21-Jul-2018]..
[27] Rodolfo Zanella, «Metodologías para la síntesis de nanopartículas:,» Mexico, 2012.
[28] Ruben Eduardo Guadarrama Garcia, «Prezi,» 1 septiembre 2014. [En línea].
Available: https://prezi.com/_j3krqjrkj2f/los-niveles-de-energia/.
[29] H. B. GRAY, Electrones y enlaces quimicos, Reverté, 1987.
[30] M. C. R. J. M. L. V. M. H. Daniel A. Cruz, «NANOPARTÍCULAS METÁLICAS Y
PLASMONES DE SUPERFICIE: UNA RELACIÓN PROFUNDA,» Avances en
Ciencias e Ingeniería, pp. 67-78, 2012.
[31] F. F. H. L. M. K. G. R. H. J. K. C. S. C. G. D. B. V. Z. F. A. M. J. Souza PO & Bianchi
SE, «Anticancer activity of flavonoids isolated from Achyrocline satureioides in
gliomas cell lines,» Elsevier, pp. 23-33, 2018.
[32] Yikrazuul, enero 2019. [En línea]. Available:
https://es.wikipedia.org/wiki/Quercetina.
[33] J. S. D. &. G. Osorio, «Análisis UV-Vis de nanopartículas metálicas crecidas en
ambiente líquido,» El hombre y la maquina , pp. 37-42, 2015.
[34] nanoComposix, 4 Enero 2019. [En línea]. Available:
https://nanocomposix.com/pages/gmp-contract-nanoparticle-manufacturing#target.
[35] E. S. P. d. L. ESPOL, «Curso Teórico-Práctico"PRODUCTOS NATURALES CON
INTERES AGRICOLA Y FARMACOLÓGICO",» Guayaquil, 2009.
72
[36] Y. H. U. N. S. M. a. D. R. N. L. C. Rojas, «ANÁLISIS FITOQUÍmICO pRELImINAR
DE hOJAS, TALLOS Y SEmILLAS DE CUpATÁ (strychNos schuLtEsiaNa
KRUKOFF) Preliminary phytochemical analysis of Cupatá (Strychnos schultesiana
krukoff) stems and seeds.”».
[37] C. R. R. A. A. R. Erna Susanti, «Qualitative analysis of catechins from green tea GMB-
4 clone using HPLC,» Asian Pacific Journal of Biomedicine, pp. 1046-1050, 2015.
[38] U. T. P. d. L. -. UTPL, «Analisis de HPLC para determinar quercetina,» Loja Tropical,
2018.
[39] I. N. d. I. d. S. P. INSPI, «Determinación de tamaño y forma mediante Microscopia
Electronica de Barrido,» Guayaquil, 2019.
73
ANEXOS
Figura18. Achyrocline satureioides
Figura 19. Acondicionamiento de Achyrocline satureioides
74
Figura 20. Peso de Achyrocline satureioides
Figura 21. Hojas previamente secadas en la estufa
Figura 22. Análisis DPPH(espectrofotómetro Genesys 10-uv)
75
Figura 23. Tamizaje fitoquimico
Figura 24. Ensayo aceite esenciales
Figura 25. Ensayo saponinas
76
Figura 26. Alcaloides. Ensayo de Dragendorff
Figura 27. Compuestos Reductores. Ensayo de Fehling
77
Figura 28. Compuestos Fenólicos. Ensayo de cloruro férrico
Figura 29. Ensayo de catequinas
78
Figura 30. Flavonoides. Ensayo de antocianidinas
Figura 31. Ph de la sintesis de AgNPs
79
Figura 32. Reporte del análisis de quercetina por HPLC presente en polvo de
hojas de Marcela
80
Figura 33. Caracterización de las nanopartículas de plata
81
Figura 34. Inhibición Bacteriana E. coli en el día 0 y 6
Fuente: Chila-Menéndez, 2018
Figura 35. Inhibición bacteriana S. aureus día 0
Fuente: Chila-Menéndez, 2018
82
Figura 35. Inhibición bacteriana S. aureus día 6
Fuente: Chila-Menéndez, 2018