Disolución oxidativa de nanopartículas de plata

Las nanopartículas de plata (AgNPs) actúan principalmente mediante un proceso conocido como disolución oxidativa , en el que los iones Ag+ se liberan a través de un mecanismo oxidativo . Las AgNPs tienen un gran potencial de aplicación en los campos de la medicina, la ciencia y las industrias alimentaria y farmacéutica debido a sus propiedades antimicrobianas, su baja citotoxicidad en humanos y su bajo costo.

La plata es estable en agua y necesita un elemento oxidante para lograr la disolución oxidativa. Cuando hay agentes oxidantes como el peróxido de hidrógeno o el oxígeno, disuelven las AgNP para liberar Ag ⁺ . La liberación de Ag ⁺ conduce a la creación de especies reactivas de oxígeno ( ROS ) dentro de las células, que pueden disolver aún más las nanopartículas . Algunas nanopartículas de plata desarrollan grupos superficiales protectores _Ag3OH ^{[ 1 ]} y se cree que la disolución elimina estos grupos y forma radicales de oxígeno, que atenúan la reactividad de las AgNP al entrar en la red para formar una estructura octaédrica Ag6O altamente estable. _[ ^{1 ] Se} ha pensado que la eficacia de las AgNP puede atribuirse principalmente a la forma, ya que los nanoprismas y naorodes han demostrado ser más activos que las nanoesferas porque poseen facetas más expuestas , lo que conduce a una liberación más rápida de iones Ag+.

Las AgNPs se sintetizan mediante irradiación de microondas , ^{[ 4 ]} irradiación gamma , ^{[ 6 ]} activación UV , ^{[ 7 ]} o calentamiento convencional ^{[ 8 ]} del precursor nitrato de plata, AgNO3, _utilizando una solución de alginato como agente estabilizador y reductor . ^{[ 4 ] [ 9 ]} Los grupos carboxilo o hidroxilo del reactivo de alginato forman complejos durante la síntesis de las AgNPs que estabilizan la reacción. ^{[ 4 ]} El tamaño y la forma de las nanopartículas se pueden especificar cambiando la proporción de alginato a nitrato de plata utilizada y/o el pH . ^{[ 4 ]} Se puede añadir un recubrimiento como PVP a las nanopartículas mediante calentamiento y posterior enfriamiento lento . ^{[ 3 ]}

La espectrometría de flujo detenido se ha utilizado para caracterizar el mecanismo químico y la cinética de las nanopartículas de plata (AgNPs). Se ha demostrado que la disolución oxidativa de las AgNPs es una reacción de primer orden con respecto a la plata y al peróxido de hidrógeno , y es independiente del tamaño de partícula. ^{[ 5 ]}

Se han investigado las propiedades antibacterianas , ^{[ 10 ] [ 11 ]} antivirales ^{[ 12 ]} y antifúngicas ^{[ 13 ]} en respuesta a la disolución de AgNP . Las actividades antibacterianas de las AgNP son mucho más fuertes en condiciones oxigenadas que en condiciones anóxicas. ^{[ 10 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]} A través de su disolución oxidativa en sistemas biológicos, las AgNP pueden dirigirse a biomoléculas importantes como “ ADN , péptidos y cofactores ”, así como absorberse en fracciones no específicas y, simultáneamente, interrumpir varias vías metabólicas . ^{[ 10 ]} Se sabe que actúan como un agente puente entre tioles , y que tienen afinidad por aminas orgánicas y fosfatos . ^{[ 10 ]} La combinación de la reacción de los iones de plata con biomoléculas con estrés oxidativo , finalmente conduce a la toxicidad en el entorno biológico. ^{[ 18 ]}