Biossíntese de nanopartículas de prata mediada por extrato etanólico de pólen de Myracrodruon urundeuva

Abstract

A busca por rotas sustentáveis tem impulsionado o desenvolvimento de métodos verdes para a síntese de nanopartículas metálicas, destacando-se o uso de extratos vegetais como agentes redutores e estabilizantes. Neste trabalho, nanopartículas de prata (AgNPs) foram sintetizadas utilizando extratos do pólen de Myracrodruon urundeuva (aroeira). O uso do pólen apresenta uma vantagem relevante em relação a outras matrizes vegetais, como flores, uma vez que concentra diversos fitoconstituintes bioativos e pode ser obtido por meio de armadilhas instaladas na entrada de colmeias, sem causar danos à planta como a extração das flores. Os extratos foram avaliados quanto à composição fitoquímica, teor de compostos fenólicos e atividade antioxidante. Ambos apresentaram flavonoides, glicosídeos e triterpenoides, enquanto o extrato etanólico apresentou adicionalmente antraquinonas, carotenoides, cumarinas e taninos. Os resultados indicaram maior potencial redutor do extrato etanólico, que apresentou maior teor de fenóis totais (9,983 ± 0,549 mg EAG/g) e maior atividade antioxidante (CI50 = 69,34 µg/mL) em comparação ao extrato aquoso (3,707 ± 0,0086 mg EAG/g; CI50 = 782,03 µg/mL). Foram avaliadas diferentes proporções entre extrato etanólico e precursor nitrato de prata (1:01, 1:04, 1:09, 1:19, 1:49 e 1:99), temperatura e pH do meio reacional em 120 minutos de síntese. A formação das nanopartículas de prata foi monitorada por espectroscopia de extinção no ultravioleta-visível, observando-se a banda característica de ressonância plasmônica de superfície entre 420 e 450 nm. As nanopartículas obtidas foram caracterizadas por espalhamento dinâmico de luz (DLS) e potencial Zeta. Os resultados indicaram maior eficiência nas proporções 1:19 e 1:49, a 25 ºC, pH 8,0, sob ultrassom. Análises complementares por rastreamento de nanopartículas (NTA), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDX), espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), microscopia de força atômica (AFM) e difração de raios X (DRX) confirmaram partículas com tamanho entre 60 e 82 nm, morfologia predominantemente esférica e alta estabilidade, com potenciais zeta de -61 e -102 mV, respectivamente para 1:19 e 1:49. Análises de FTIR demonstraram que grupos hidroxila e carbonila dos fitoconstituintes do pólen atuam na redução dos íons prata e no capeamento estabilizante das partículas. A natureza cristalina da prata metálica foi confirmada por DRX, com tamanho médio de cristalito entre 21 e 24 nm. As nanopartículas de prata sintetizadas mantiveram sua estabilidade coloidal por 90 dias, preservando o tamanho e a carga superficial. Esses resultados demonstram que o pólen de Myracrodruon urundeuva é uma matriz biológica eficiente para a produção de nanopartículas de prata estáveis, aliando o potencial antimicrobiano da prata às propriedades bioativas dos compostos presentes no pólen.

The search for sustainable routes has driven the development of green methods for the synthesis of metallic nanoparticles, with the use of plant extracts as reducing and stabilizing agents standing out. In this study, silver nanoparticles (AgNPs) were synthesized using an ethanolic extract of Myracrodruon urundeuva (aroeira) pollen. The use of pollen presents a relevant advantage over other plant matrices, such as flowers, since it concentrates several bioactive phytoconstituents and can be obtained through traps installed at the entrance of beehives, without causing damage to the plant as occurs with flower extraction. The extracts were evaluated for their phytochemical composition, total phenolic content, and antioxidant activity. Both extracts presented flavonoids, glycosides, and triterpenoids, while the ethanolic extract additionally presented anthraquinones, carotenoids, coumarins, and tannins. The results indicated a greater reducing potential of the ethanolic extract, which presented a higher total phenolic content (9,983 ± 0,549 mg GAE/g) and greater antioxidant activity (IC50 = 69,34 µg/mL) compared to the aqueous extract (3,707 ± 0,0086 mg GAE/g; IC50 = 782,03 µg/mL). Different ratios between the ethanolic extract and the silver nitrate precursor (1:01, 1:04, 1:09, 1:19, 1:49, and 1:99), temperature, and pH of the reaction medium were evaluated over 120 minutes of synthesis. The formation of silver nanoparticles was monitored by ultraviolet-visible extinction spectroscopy, observing the characteristic surface plasmon resonance band between 420 and 450 nm. The nanoparticles obtained were characterized by dynamic light scattering (DLS) and zeta potential. The results indicated greater efficiency at ratios of 1:19 and 1:49, at 25 °C and pH 8.0, under ultrasound. Complementary analyses by nanoparticle tracking analysis (NTA), scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), atomic force microscopy (AFM), and X-ray diffraction (XRD) confirmed particles with sizes ranging from 60 to 82 nm, predominantly spherical morphology, and high stability, with zeta potentials of −61 and −102 mV for 1:19 and 1:49, respectively. FTIR analyses demonstrated that hydroxyl and carbonyl groups of pollen phytoconstituents act in the reduction of silver ions and in the stabilizing capping of the particles. The crystalline nature of metallic silver was confirmed by XRD, with an average crystallite size ranging from 21 to 24 nm. The synthesized silver nanoparticles maintained their colloidal stability for 90 days, preserving their size and surface charge. These results showed that Myracrodruon urundeuva pollen is an efficient biological matrix for the production of stable silver nanoparticles, combining the antimicrobial potential of silver with the bioactive properties of pollen compounds.