Síntesis de Nanopartículas de Plata Mediante el Extracto Hidroalcohólico de Borojoa patinoi: Caracterización y evaluación de su actividad antioxidante
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2023
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Resumen
En el campo de la química farmacéutica se hace cada vez más importante encontrar nuevos medicamentos que traten diversas patologías, pero a su vez es necesario generar menos efectos adversos y toxicidad en el paciente, por lo que la fitoterapia se convierte en un área cada vez de mayor interés pues se ha comprobado que los tratamientos provenientes de las plantas son significativamente menos nocivos. Las plantas se han utilizado desde la antigüedad con distintos propósitos medicinales, el presentre trabajo se centra en el Borojó (Borojoa patinoi), un fruto que pertenece a la familia Rubiaceae que contiene metabolitos secundarios como Triterpenos, polifenoles, Saponinas y Antraquinonas.
El objetivo principal de este proyecto fue evaluar la actividad antioxidante de las nanopartículas de plata obtenidas a través de síntesis verde, empleando un extracto hidroalcohólico de Borojoa patinoi mediante un método in vitro. En primera instancia, se realizó la extracción de los compuestos fenólicos del ejemplar de la especie Borojoa Patinoi, con el fin de emplearlos como agentes reductores y estabilizantes durante la síntesis de nanopartículas, este extracto fue evaluado, además, con la ayuda del método de Folin-Ciocalteau el cual se emplea para determinar su concentración de polifenoles, que para nuestro caso fue de 5µg/mL. Luego de ello se sintetizaron nanopartículas de plata (AgNp´s) a partir del extracto hidroalcohólico de Borojó (Borojoa patinoi) y la sal metálica nitrato de plata (〖AgNO〗_3), controlando condiciones como la temperatura y el pH de la solución, una vez confirmada su formación mediante espectroscopia IR, en donde presenta bandas similares a las que presenta el extracto, las AgNp´s se caracterizaron mediante difracción de rayos X y espectroscopía UV-VIS, en donde exhiben un resultado de 367,6 Å y una banda de absorción en 415nm , respectivamente, revelando un tamaño de partícula de 36 nm de diámetro y una forma posiblemente esférica. Así pues, gracias a la presencia de polifenoles en el extracto y por lo tanto en las nanopartículas, se evalúa su actividad antioxidante mediante la prueba in vitro de peróxido de hidrogeno, en donde fue posible observar que las nanopartículas presentan un mayor potencial antioxidante comparándolo con el extracto, lo cual se le atribuye a la disminución del tamaño de partícula.
Por último, se plantea y desafía un modelo matemático correlativo predictivo (también llamado red neuronal) del tamaño de partícula, mediante el método de validación cruzada y mediante el aprendizaje por corrección de error; para el aprendizaje se emplearon 24 datos de estudios en donde analizaron el tamaño de partícula por la técnica UV-Vis, pero la red neuronal presento “overfitting” por lo que fue necesario aumentar los datos de entrenamiento a 31, de este modo se logra obtener un error relativo entre los datos arrojados por la red neuronal y los datos reportados en la literatura <10%, lo que hace a este modelo una herramienta predictiva adecuada para predecir el tamaño de nanopartículas metálicas; el resultado final arrojado por la red neuronal para las AgNp´s sintetizadas en este proyecto mostró un error de 1,17%. Se concluye que la síntesis de nanopartículas empleando el extracto de Borojó (Borojoa patinoi) presenta una actividad antioxidante (porcentaje de inhibición) cercano al 10%.
Descripción
Abstract
In the field of pharmaceutical chemistry it is increasingly important to find new drugs that treat various pathologies, but at the same time it is necessary to generate fewer adverse effects and toxicity in the patient, so phytotherapy becomes an area of increasing interest because it has been proven that treatments from plants are significantly less harmful. Plants have been used since ancient times for different medicinal purposes, in this study we will focus on Borojó (Borojoa patinoi), a fruit belonging to the Rubiaceae family that contains secondary metabolites such as Triterpenes, polyphenols, Saponins and Anthraquinones.
Plants have been used since ancient times for different medicinal purposes, in our research, we will focus on Borojó (Borojoa patinoi), a fruit belonging to the Rubiaceae family that contains secondary metabolites such as Triterpenes, polyphenols, Saponins and Anthraquinones. The main objective of this project was to evaluate the antioxidant activity of silver nanoparticles obtained through green synthesis, using a hydroalcoholic extract of Borojoa patinoi. In first instance, the extraction of phenolic compounds from the specimen of the species Borojoa Patinoi was carried out, in order to use them as reducing and stabilizing agents during the synthesis of nanoparticles, this extract was also evaluated with the method of Folin-Ciocalteau to define its concentration of polyphenols, which for our case was 5μg / mL. After that, silver nanoparticles (AgNp's) were synthesized from the hydroalcoholic extract of Borojó (Borojoa Patinoi) and the metallic salt silver nitrate (AgNO-3), controlling conditions such as temperature and pH of the solution, once confirmed its formation by IR spectroscopy where it had bands similar to those presented by the extract, the AgNp's were characterized by X-ray diffraction and UV-vis spectroscopy, where they exhibit a result of 367.6 Å and an absorption band at 415nm, respectively, revealing a particle size of 36nm in diameter and a possibly spherical shape. Thanks to the presence of polyphenols in the extract and therefore in the nanoparticles, its antioxidant activity is evaluated by the hydrogen peroxide invitro test, where it was possible to observe that the nanoparticles have a greater antioxidant potential compared to the extract, which is attributed to the decrease in particle size.
Finally, a predictive correlative mathematical model (also called neural network) of particle size is proposed and challenged, through the cross-validation method and through error correction learning; for learning, 24 data from studies were used where they analyzed the particle size by the UV-Vis technique, but the neural network presented "overfitting" so it was necessary to increase the training data to 31, in this way we managed to obtain a relative error between the data thrown by the neural network and the data reported in the literature <10%, which makes this model a suitable predictive tool to predict the size of metal nanoparticles; the final result yielded by the neural network for the AgNp's synthesized in this project showed an error of 1.17%. It is concluded that the synthesis of nanoparticles using Borojó extract (Borojoa patinoi) has an antioxidant activity (percentage of inhibition) close to 10%.
Palabras clave
Nanopartículas de plata, Síntesis verde, Red neuronal, Actividad antioxidante, Borojoa patinoi, Espectroscopía UV-VIS
Keywords
Silver nanoparticles, Green synthesis, Neural network, Antioxidant activity, Borojoa patinoi, UV-Vis spectroscopy