Introducción

Las nanopartículas son aquellas estructuras que presentan un diámetro menor a los cien nanómetros, es decir, partículas mil veces menores al diámetro de un cabello humano (Cornejo 2015). Las nanopartículas pueden ser clasificadas por su naturaleza química en orgánicas e inorgánicas. Dentro de estas últimas se encuentran las nanopartículas de oro que son sintetizadas principalmente mediante métodos químicos donde se utiliza una sal metálica de oro como precursor y un agente reductor/estabilizador, por lo general citrato (Cornejo 2015). Una alternativa para disminuir los residuos químicos y el impacto ambiental de la síntesis de nanopartículas es la síntesis verde, la cual utiliza extractos de plantas o flores como agentes reductores/estabilizadores (Cardeño y Londoño 2014). La propuesta del estudio fue utilizar extracto de damiana (Turnera diffusa) para generar NPs mediante una ruta de química verde. La damiana es un arbusto silvestre que se encuentra en zonas áridas y semiáridas del estado de Baja California Sur. Esta planta presenta gran diversidad de aceites esenciales por lo que es utilizada para el tratamiento del resfriado común, dolor de cabeza, diabetes, infección, dolencias hepáticas y de estómago, entre otras patologías (Alcaraz et al 2004).

Objetivos

Describir el proceso de obtención (síntesis) de nanopartículas de oro a partir de un extracto de damiana (cómo método de química verde) y sus aplicaciones como la nanotecnología verde.

Materiales y métodos

La metodología se basó en el diseño de una alternativa ecológica de síntesis, que tiene dos principales actividades y enfoques: la preparación del extracto de damiana y la síntesis de nanopartículas de oro.

1) Preparación del extracto: Se recolectaron hojas de damiana (Turnera diffusa) que fueron secadas, trituradas y tamizadas hasta obtener fragmentos menores a 500 micrómetros. En seguida, en un matraz Erlenmeyer se agregó 1 litro de agua destilada, se hirvió (100 °C) y se añadió 1 g de las hojas procesadas (microparticuladas). La reacción de extracción se mantuvo con agitación constante (120 rpm) durante 10 minutos. Posteriormente, la mezcla se filtró (filtro de papel Whatman No. 1) para retirar los residuos sólidos, y se realizó un proceso de liofilización (deshidratación a baja temperatura (-50 ^oC) que permite conservar las propiedades funcionales del extracto de la planta) para obtener materia seca. A partir de esta materia deshidratada se preparó una solución de extracto de damiana, a una concentración de 100 mg/mL.

2) Síntesis de nanopartículas de oro (Fig. 1): Para obtener nanopartículas de oro mediante química verde se pesaron 84.95 mg de sal de oro (HAuCl₄) y se mezclaron con 50 mL de agua destilada. Se colocaron alícuotas de 1.8 mL en 4 frascos y se llevaron a un volumen de 9 mL con agua destilada, finalmente se les agregó 1 mL del extracto de damiana, a diferentes concentraciones para cada frasco, para obtener suspensiones con concentraciones finales de 10, 5, 1 y 0.5 mg de extracto por cada mL. La reacción se llevó a cabo con agitación constante (120 rpm) a temperatura ambiente (25 ºC), durante 2 horas.

Figura 1. Representacion del proceso de síntesis de nanopartículas de oro a partir de extracto de damiana.

Resultados y Discusión

Se obtuvieron cuatro suspensiones de nanopartículas de oro a diferentes concentraciones de extracto de damiana (10, 5, 1 y 0.5 mg/mL) (Fig. 2). Lo anterior fue posible mediante una reacción de oxidación-reducción donde la sal de oro en suspensión acuosa (HAuCl₄) interactúa con el extracto de damiana, que reduce y estabiliza los iones de oro; lo que da como resultado la formación de nanopartículas. Un cambio de color (amarillo a guinda) de la solución indica la formación de nanopartículas. De manera similar a la síntesis química, las nanopartículas de oro se formaron en cuestión de minutos, siguiendo la secuencia de color: amarillo-transparente-guinda (Salazar et al 2015). La intensidad en el color al final de la reacción fue dependiente de la concentración del extracto de damiana.

Figura 2. Suspenciones de nanopartículas de oro a partir de diferentes concentraciones de extracto de damiana. A) 10 mg/ml, B) 5 mg/ml, C) 1 mg/ml y D) 0.5 mg/ml.

Cualquier solución que interaccione con la luz (radiación electromagnética) de longitud de onda dentro del espectro visible, genera la sensación de visión de color cuando estimula el ojo humano. En este caso las nanopartículas absorben luz en la región verde (500-560 nanómetros) reflejando una luz rojo púrpura (Fontal et al 2005). A medida que las nanopartículas de oro aumentan su tamaño, la luz que absorben se desplaza hacia la región amarillo-verde, por lo que reflejan un color púrpura (Cornejo 2015, Ruiz 2016) (Fig. 3).

Figura 3. Relación entre el tamaño de las nanopartículas de oro y su color observado. Generalmente suelen tener un pico máximo de absorbancia desde los 500 a los 600 nm y un tamaño entre   10 y 100 nm.

En la actualidad, las nanopartículas de oro tienen diversas aplicaciones. En el campo de la medicina son utilizadas para tratar selectivamente células tumorales, transportar fármacos y macromoléculas terapéuticas y en terapia génica (Mateo et al 2013). Los métodos ecológicos de síntesis de nanopartículas han aumentado en los ultimos años, no solo por tratarse de un método que genera un menor impacto ambiental en comparación a la síntesis tradicional, sino también, por obtener grandes cantidades de nanopartículas libres de contaminación y de tamaño y forma definida (Mittal et al 2013). En este tipo de síntesis se aprovechan las propiedades del agente reductor (extracto de daminana, por ejemplo), para su uso como un agente antioxidante, inmunoestimulante, antimicrobiano, entre otros (Hamelian et al 2018).

Conclusiones

Mediante la química verde se logró obtener suspensiones de nanopartículas de oro, que pueden ser útiles en el campo de la biotecnología, medicina, producción de alimentos, entre otros. La forma y/o tamaño de la nanopartícula sintetizada y sus efectos biológicos son dependientes del tipo de extracto utilizado y de su concentración.