ES2304101B1

ES2304101B1 - METHOD OF OBTAINING SILVER NANOPARTICLES.

Info

Publication number: ES2304101B1
Application number: ES200700456A
Authority: ES
Inventors: Eduardo J. Fernandez Garbavo; Carmen Torres Manrique; Jose Maria Lopez De Luzuriaga Fernandez; Miguel Monge Oroz; Jorge Garcia Barrasa
Original assignee: Universidad de La Rioja
Current assignee: Universidad de La Rioja
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2007-02-16
Publication date: 2009-08-13
Anticipated expiration: 2027-02-16
Also published as: ES2304101A1

Abstract

Método de obtención de nanopartículas de plata que comprende: (a) disolución de un precursor organometálico de plata en un disolvente orgánico; (b) adición de un agente estabilizante; (c) calentamiento de la disolución del paso (b) a una temperatura de entre 25ºC y 120ºC; y (d) aislamiento de las nanopartículas obtenidas en el paso (c) del disolvente. La invención también se refiere a la composición de nanopartículas de plata estabilizadas obtenida mediante dicho método y a su uso como bactericida.Method of obtaining silver nanoparticles comprising: (a) dissolution of an organometallic precursor of silver in an organic solvent; (b) adding an agent stabilizer; (c) heating the solution of step (b) to a temperature between 25 ° C and 120 ° C; and (d) isolation of nanoparticles obtained in step (c) of the solvent. The invention also relates to the nanoparticle composition of stabilized silver obtained by said method and its use as bactericide.

Description

Método de obtención de nanopartículas de plata.Method of obtaining nanoparticles from silver.

La presente invención se refiere al campo de la nanotecnología. Más concretamente se refiere al método de obtención de nanopartículas de plata estabilizadas, además de las nanopartículas de plata estabilizadas y su uso como bactericida.The present invention relates to the field of nanotechnology More specifically it refers to the method of obtaining of stabilized silver nanoparticles, in addition to the stabilized silver nanoparticles and their use as bactericide.

Estado de la técnica anteriorPrior art

Las nanopartículas inorgánicas de tamaño nanométrico muestran propiedades físicas y químicas únicas y representan un tipo de materiales de importancia creciente en el desarrollo de nuevos nano-dispositivos que pueden emplearse en aplicaciones físicas, biológicas, biomédicas y farmacéuticas. Muchas de estas propiedades y sus posibles aplicaciones son fuertemente influenciadas por el tamaño y la forma de las mismas.Inorganic nanoparticles in size nanometric show unique physical and chemical properties and they represent a type of materials of increasing importance in the development of new nano-devices that can be used in physical, biological, biomedical and Pharmaceuticals Many of these properties and their possible applications are strongly influenced by size and shape from the same.

Se han desarrollado distintas técnicas de preparación de nanopartículas con el fin de controlar las características morfológicas del producto obtenido; estas incluyen métodos físicos y químicos. Dentro de los métodos físicos se encuentran las técnicas de epitaxia con rayo, la deposición química en fase vapor o la reducción por radiación ionizante.Different techniques of preparation of nanoparticles in order to control the morphological characteristics of the product obtained; these include physical and chemical methods Within the physical methods are find lightning epitaxy techniques, chemical deposition in vapor phase or reduction by ionizing radiation.

Relacionado con los métodos químicos, fue Faraday quien descubrió el "oro coloidal" por reducción de sales de oro con fósforo (cfr. M. Faraday, 1857, Philos. Trans. R. Soc. London, vol. 147, pp. 145) y, posteriormente, se estableció el conocido método Turkevich de reducción de ácido tetracloroáurico con citrato de sodio. Además las nanopartículas de oro se conocen desde la época de los romanos y ya se empleaban con fines médicos.Related to chemical methods, it was Faraday who discovered "colloidal gold" by reducing gold salts with phosphorus (cf. M. Faraday, 1857, Philos. Trans. R. Soc. London , vol. 147, pp. 145) and, subsequently, the well-known Turkevich method of reducing tetrachlorouric acid with sodium citrate was established. In addition, gold nanoparticles have been known since Roman times and were already used for medical purposes.

Además, la síntesis de nanopartículas metálicas se ha basado fundamentalmente en los siguientes métodos químicos: métodos de reducción de sales metálicas o técnicas de precipitación, método de reducción con polioles, métodos organometálicos de reducción térmica. Así, por ejemplo, en la publicación de T.J. Boyle (cfr. T.J. Boyle et al. 2003 Nanolett., vol. 3, pp. 901-905) se describe el empleo de precursores organometálicos para sintetizar nanopartículas de los metales de acuñar, a altas temperaturas (300ºC) de reacción.In addition, the synthesis of metal nanoparticles has been based primarily on the following chemical methods: metal salt reduction methods or precipitation techniques, polyol reduction method, organometallic thermal reduction methods. Thus, for example, in the publication of TJ Boyle (cf. TJ Boyle et al . 2003 Nanolett ., Vol. 3, pp. 901-905) the use of organometallic precursors for synthesizing nanoparticles of coining metals is described, a high temperatures (300 ° C) reaction.

Por otro lado, y desde hace tiempo, se conoce la toxicidad de la plata sobre un amplio rango de microorganismos, por esta razón se han empleado multitud de compuestos de plata en aplicaciones bactericidas. Así, algunas publicaciones muestran análisis sobre propiedades bactericidas de nanopartículas de plata, comerciales o sintetizadas, mediante métodos de reducción con agentes químicos. (cfr. J.R. Morones et al., 2005 Nanotechnoloqy, vol. 16, pp. 2346-2353; I. Sondi et al., 2004 J. Colloid Interface Sci., vol. 275, pp. 177-182; V.K. Sharma et al., 2006 J. Phys. Chem. B, vol. 110, pp. 16248-16253).On the other hand, and for a long time, the toxicity of silver on a wide range of microorganisms has been known, for this reason a multitude of silver compounds have been used in bactericidal applications. Thus, some publications show analyzes on bactericidal properties of silver nanoparticles, commercial or synthesized, by reduction methods with chemical agents. (cf. JR Morones et al ., 2005 Nanotechnoloqy , vol. 16, pp. 2346-2353; I. Sondi et al ., 2004 J. Colloid Interface Sci ., vol. 275, pp. 177-182; VK Sharma et al ., 2006 J. Phys. Chem . B, vol. 110, pp. 16248-16253).

Explicación de la invenciónExplanation of the invention.

La presente invención se refiere a un nuevo método de obtención de nanopartículas de plata, que se lleva a cabo mediante el uso de un precursor organométalico, a temperaturas suaves de reacción y en ausencia de agentes químicos reductores. Este método organometálico permite obtener superficies de nanopartículas muy reactivas. Esta alta reactividad superficial conduce a una gran capacidad de las partículas como bactericidas.The present invention relates to a new method of obtaining silver nanoparticles, which is carried out by using an organometallic precursor, at temperatures mild reaction and in the absence of chemical reducing agents. This organometallic method allows to obtain surfaces of very reactive nanoparticles. This high surface reactivity leads to a large capacity of the particles as bactericides

El método de obtención de nanopartículas de tamaño nanométrico con requerimientos específicos como el tamaño, la forma, las superficies no contaminadas y las propiedades físicas y químicas son de gran interés en la formulación de nuevos productos farmacéuticos. Así, la preparación, caracterización, modificación superficial y funcionalización de partículas inorgánicas de tamaño nanométrico abre la posibilidad de formular una nueva generación de materiales bactericidas.The method of obtaining nanoparticles from nanometric size with specific requirements such as size, shape, uncontaminated surfaces and physical properties and chemicals are of great interest in the formulation of new pharmaceutical products. Thus, the preparation, characterization, surface modification and particle functionalization inorganic nanometer size opens the possibility of formulating A new generation of bactericidal materials.

Por lo tanto, un aspecto de la presente invención se refiere un método de obtención de nanopartículas de plata que comprende los siguientes pasos:Therefore, an aspect of the present invention refers to a method of obtaining nanoparticles of silver comprising the following steps:

a.to.: disolución de un precursor organometálico de plata en un disolvente orgánico;dissolution of a precursor silver organometallic in an organic solvent;

b.b.: adición de un agente estabilizante;adding an agent stabilizer;

c.C.: calentamiento de la disolución del paso (b) a una temperatura de entre 25ºC y 120ºC: ystep dissolution heating (b) at a temperature between 25ºC and 120ºC: and

d.d.: las nanopartículas de plata obtenidas junto con el agente estabilizante son aisladas del disolvente, lavadas y secadas.the silver nanoparticles obtained together with the stabilizing agent They are isolated from the solvent, washed and dried.

En una realización preferida de la presente invención, el disolvente orgánico del paso (a) se puede seleccionar de entre el tolueno o el tetrahidrofurano.In a preferred embodiment of the present invention, the organic solvent of step (a) can be selected from between toluene or tetrahydrofuran.

En una realización preferida los agentes estabilizantes, añadidos en el paso (b), son surfactantes, polímeros o sus mezclas.In a preferred embodiment the agents stabilizers, added in step (b), are surfactants, polymers or mixtures thereof.

En una realización preferida los surfactantes pueden tener al menos un extremo polar, seleccionado del grupo que consiste en amina (-NH_{2}), tiol (-SH), alcohol (-OH), ácido carboxílico (-CO_{2}H) o fosfinas (-PR_{3}) y una parte apolar de un grupo C_{8}-C_{18} alquilo.In a preferred embodiment the surfactants they can have at least one polar end, selected from the group that consists of amine (-NH2), thiol (-SH), alcohol (-OH), acid carboxylic (-CO2H) or phosphines (-PR3) and an apolar part of a C 8 -C 18 alkyl group.

En la presente invención se entiende por "alquilo" a grupos de cadenas de hidrocarburos saturados, lineales o ramificadas, que consisten en átomos de carbono e hidrógeno que tienen de entre ocho y dieciocho átomos de carbono y que están unidas al resto de la molécula por un enlace sencillo. En el caso en que el grupo alquilo sea una cadena de hidrocarburos ramificada se podrían dar más de dos extremos polares seleccionados del grupo anteriormente descrito, y que podrían ser iguales o distintos.In the present invention it is understood by "alkyl" to groups of saturated hydrocarbon chains, linear or branched, consisting of carbon atoms e hydrogen that have between eight and eighteen carbon atoms and which are attached to the rest of the molecule by a simple bond. In the case in which the alkyl group is a hydrocarbon chain branched could give more than two polar ends selected of the group described above, and that could be the same or different.

En otra realización preferida, si el grupo apolar de un grupo alquilo es una cadena de hidrocarburos lineal (cadena alifática), el surfactante podría tener uno o dos grupos polares, en el caso de tener los dos extremos polares estos pueden ser iguales o distintos y se seleccionan igualmente del grupo arriba indicado.In another preferred embodiment, if the group apolar of an alkyl group is a linear hydrocarbon chain (aliphatic chain), the surfactant could have one or two groups polar, in the case of having the two polar ends these can be the same or different and are also selected from the group above

En una realización más preferida, los surfactantes empleados son alquilaminas de cadena alifática larga (C_{8}-C_{16}), como pueden ser, pero sin limitarnos a hexadecilamina (HDA), dodecilamina (DDA) o octilamina (OA), que poseen un grupo polar (-NH_{2}) con capacidad coordinativa y estabilizante, y grupo apolar (cadena alifática) que evita la aglomeración de partículas de plata y su coalescencia.In a more preferred embodiment, the surfactants used are long aliphatic chain alkylamines (C_ {8} -C_ {16}), as they can be, but without limit ourselves to hexadecylamine (HDA), dodecylamine (DDA) or octylamine (OA), which have a polar group (-NH2) with capacity coordinative and stabilizing, and apolar group (aliphatic chain) that prevents the agglomeration of silver particles and their coalescence.

En otra realización preferida de la presente invención, los agentes estabilizantes son polímeros orgánicos que presentan grupos funcionales con capacidad coordinativa. En este caso, dentro de una cadena polímera, existen un número grande de grupos funcionales mientras que en el caso de los surfactantes se dispone de uno o dos grupos funcionales por cada molécula de ligando. En una realización más preferida, los polímeros pueden ser, pero sin limitarse a polivinilpirrolidona (PVP) (I) o acetato de celulosa (II).In another preferred embodiment of the present invention, the stabilizing agents are organic polymers that they present functional groups with coordinative capacity. In this case, within a polymer chain, there are a large number of functional groups while in the case of surfactants it It has one or two functional groups for each molecule of flirting In a more preferred embodiment, the polymers can be, but not limited to polyvinylpyrrolidone (PVP) (I) or acetate of cellulose (II).

1one

Además del empleo de surfactantes, polímeros o sus mezclas, como agentes estabilizantes, se les puede añadir también sustratos inorgánicos, estabilizando cualquiera de las posibles mezclas las nanopartículas de plata. Estos sustratos inorgánicos son, por ejemplo, pero sin limitarse a sílice u óxido de titanio.In addition to the use of surfactants, polymers or their mixtures, as stabilizing agents, can be added also inorganic substrates, stabilizing any of the possible mixtures of silver nanoparticles. These substrates inorganic are, for example, but not limited to silica or oxide Titanium

El método de la invención, para sintetizar nanopartículas metálicas, permite la reducción de compuestos organometálicos de diferentes iones metálicos a los metales en forma de nanopartículas. Más particularmente, se emplean compuestos organométalicos de plata en estado de oxidación +1 que se reducen a plata metálica empleando condiciones suaves de reacción lo que permite, en presencia de agentes estabilizantes, la obtención de nanopartículas de plata estabilizadas.The method of the invention, to synthesize metal nanoparticles, allows the reduction of compounds organometallic of different metal ions to metals in nanoparticle shape More particularly, compounds are used organometallic silver in oxidation state +1 that are reduced to metallic silver using mild reaction conditions which allows, in the presence of stabilizing agents, the obtaining of stabilized silver nanoparticles.

En otra realización preferida de la presente invención, las nanopartículas de plata se obtienen de estos precursores organometálicos.In another preferred embodiment of the present invention, silver nanoparticles are obtained from these organometallic precursors.

Por "precursor organometálico" se entiende, según la presente invención, un compuesto con enlace metal-carbono, como por ejemplo, pero sin limitarse a Ag(Mesitil) ó Ag(C_{6}F_{5}). (Mesitil tiene la fórmula 2,4,6-(CH_{3})_{3}C_{6}H_{2}). El precursor organometálico es Ag(C_{6}F_{5}) preferiblemente.By "organometallic precursor" is understood, according to the present invention, a compound with bond metal-carbon, as for example, but not limited to Ag (Mesitil) or Ag (C 6 F 5). (Mesitil has the formula 2,4,6- (CH 3) 3 C 6 H 2). The forerunner Organometallic is Ag (C 6 F 5) preferably.

En otra realización preferida, la relación de plata: estabilizante puede variar en un amplio rango, en una realización preferida puede ser de entre 1:1 a 2:1 ó de entre 1:1 a 1:2. En una realización aún más preferida la relación plata: estabilizante es de 1:1.In another preferred embodiment, the ratio of Silver: stabilizer may vary over a wide range, in a preferred embodiment may be between 1: 1 to 2: 1 or between 1: 1 to 1: 2 In an even more preferred embodiment the silver ratio: Stabilizer is 1: 1.

Obteniéndose después del paso (d) nanopartículas estabilizadas libres de disolvente orgánico y de otros posibles contaminantes, como pueden ser la parte orgánica del precursor o el exceso de agente estabilizante, mediante evaporación, lavado o cualquier otra técnica conocida por cualquier experto en la materia.Obtaining after step (d) nanoparticles stabilized free of organic solvent and other possible contaminants, such as the organic part of the precursor or the excess stabilizing agent, by evaporation, washing or any other technique known to any expert in the matter.

Así, la composición de nanopartículas de plata obtenidas en el paso (d) consiste en un núcleo metálico cristalino protegido por una capa de surfactantes y/o rodeado de polímero que permite obtenerlas como disoluciones coloidales en unos disolventes como, pero sin limitarse a tolueno o tetrahidrofurano, o precipitarlas en forma de sólido en suspensión en otros disolventes como, pero sin limitarse a metanol o isopropanol. Esta capa de protección previene de la aglomeración de las partículas por medio de barreras electrostáticas y estéricas. Las partículas así formadas muestran la característica de poder ser aisladas como materiales sólidos pulvurulentos y poder redisolver en un rango amplio de disolventes. La repetición del proceso de precipitación-redisolución no afecta al tamaño o a la forma de las nanopartículas.Thus, the composition of silver nanoparticles obtained in step (d) consists of a crystalline metallic core protected by a layer of surfactants and / or surrounded by polymer that allows to obtain them as colloidal solutions in solvents as, but not limited to toluene or tetrahydrofuran, or precipitate them as a suspended solid in other solvents as, but not limited to methanol or isopropanol. This layer of protection prevents particle agglomeration through of electrostatic and steric barriers. The particles thus formed show the characteristic of being able to be isolated as materials powdery solids and redisolve in a wide range of solvents The repetition of the process of precipitation-redisolution does not affect the size or The shape of the nanoparticles.

Las condiciones de reacción suaves, en las que se lleva a cabo el método de la invención, sobre los compuestos organometálicos permiten controlar la cinética de crecimiento de las partículas y por tanto su tamaño, morfología y dispersión, donde además no se requiere la presencia de agentes químicos para reducir la Ag(l) a nano Ag(metal). Por lo tanto, el método de la invención da lugar a nanopartículas muy reactivas frente a bacterias, al ser muy pequeñas, es decir, con una alta relación superficie/volumen y con superficies no contaminadas.The mild reaction conditions, in which the method of the invention is carried out on the compounds organometallic allow to control the growth kinetics of the particles and therefore their size, morphology and dispersion, where the presence of chemical agents is not required to reduce Ag (l) to nano Ag (metal). Therefore the method of the invention gives rise to very reactive nanoparticles against bacteria, being very small, that is, with a high surface / volume ratio and with uncontaminated surfaces.

Un esquema de la reacción podría ser el siguiente, donde Ag(C_{6}F_{5}) sería el precursor organometálico de partículas de plata y un surfactante sería el agente estabilizante:A reaction scheme could be the next, where Ag (C_ {6} F_ {5}) would be the precursor organometallic silver particles and a surfactant would be the stabilizing agent:

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Así, los agentes estabilizantes anteriormente mencionados son capaces de coordinarse a los átomos de Ag(l) de los precursores organometálicos empleados, modulando su reactividad. Posteriormente, una vez formadas las nanopartículas de Ag metálica, estos estabilizantes se sitúan alrededor de las nanopartículas mediante interacción de su parte polar con la superficie de las partículas, dando lugar a la estabilización de las mismas.Thus, the stabilizing agents above mentioned are able to coordinate to the atoms of Ag (l) of the organometallic precursors used, modulating their reactivity. Subsequently, once the nanoparticles of Ag metallic, these stabilizers are located around the nanoparticles by interaction of its polar part with the surface of the particles, leading to the stabilization of the same.

La reacción se lleva a cabo a un rango de temperatura de entre 25ºC y 120ºC. A temperatura ambiente la formación de nanopartículas también ocurre aunque la reacción es más lenta.The reaction is carried out at a range of temperature between 25ºC and 120ºC. At room temperature the nanoparticle formation also occurs although the reaction is slower.

Un segundo aspecto de la presente invención se refiere a una composición de nanopartículas de plata estabilizadas, obtenible por el método descrito en la presente invención, comprendiendo partículas de tamaño nanométrico, preferiblemente de entre 5 nm y 25 nm, y más preferiblemente entre 7 nm y 12 nm, cuya alta relación superficie/volumen y superficie no contaminada permite una mayor interacción partícula-microorganismo haciendo de estas nanopartículas de plata un potente bactericida.A second aspect of the present invention is refers to a composition of stabilized silver nanoparticles, obtainable by the method described in the present invention, comprising particles of nanometric size, preferably of between 5 nm and 25 nm, and more preferably between 7 nm and 12 nm, whose high surface / volume ratio and uncontaminated surface allows more interaction particle-microorganism making these Silver nanoparticles a potent bactericide.

Un tercer aspecto de la presente invención se refiere al uso de la composición de nanopartículas de plata como bactericida.A third aspect of the present invention is refers to the use of the silver nanoparticle composition as bactericide.

Un cuarto aspecto de la presente invención se refiere a un agente bactericida que comprende la composición de nanopartículas de plata descrita anteriormente y un medio líquido, que en una realización preferida el disolvente es una mezcla hidroalcohólica, es decir, una mezcla de agua y alcohol. El alcohol es preferiblemente etanol, isopropanol, entre otros. Estas suspensiones de agente bactericida muestran una excelente capacidad bactericida frente a un amplio espectro de bacterias.A fourth aspect of the present invention is refers to a bactericidal agent comprising the composition of Silver nanoparticles described above and a liquid medium, that in a preferred embodiment the solvent is a mixture hydroalcoholic, that is, a mixture of water and alcohol. The alcohol It is preferably ethanol, isopropanol, among others. These Bactericidal agent suspensions show excellent ability Bactericidal against a broad spectrum of bacteria.

Por otro lado, como ya se ha comentado anteriormente este método de síntesis permite introducir las nanopartículas de plata dentro de polímeros orgánicos como PVP o acetato de celulosa. En este sentido es importante resaltar que el acetato de celulosa es una sustancia componente de fibras textiles con lo que la inclusión mediante interacción química de las nanopartículas de plata dentro de una matriz polímera de acetato de celulosa hace esta metodología especialmente útil para la aplicación de las nanopartículas de plata en la industria textil actuando como agente bactericida en "tejidos inteligentes".On the other hand, as already mentioned previously this method of synthesis allows to introduce the Silver nanoparticles within organic polymers such as PVP or cellulose acetate. In this sense it is important to highlight that the cellulose acetate is a component substance of textile fibers with which the inclusion by chemical interaction of silver nanoparticles within an acetate polymer matrix of cellulose makes this methodology especially useful for the application of silver nanoparticles in the textile industry acting as bactericidal agent in "smart tissues".

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención.Throughout the description and the claims the word "comprises" and its variants not they intend to exclude other technical characteristics, additives, components or steps. For those skilled in the art, other objects, advantages and features of the invention will be partly detached of the description and in part of the practice of the invention. The following examples and drawings are provided by way of illustration, and are not intended to be limiting of the present invention.

Breve descripción de las figurasBrief description of the figures

Fig. 1. a.- Muestra nanopartículas metálicas estabilizadas empleando polímeros orgánicos funcionalizados; Fig. 1. b.- empleando alquilaminas con cadenas alifáticas largas.Fig. 1. a.- Sample metal nanoparticles stabilized using functionalized organic polymers; Fig. 1. b.- using alkylamines with long aliphatic chains.

Fig. 2.- Muestra un dispositivo para la síntesis de nanopartículas de plata.Fig. 2.- Shows a device for synthesis of silver nanoparticles.

Fig. 3.- Muestra una micrografía de transmisión electrónica de nanopartículas de plata con forma de disco de aproximadamente 10 nm de diámetro.Fig. 3.- Shows a transmission micrograph disk-shaped silver nanoparticle electronics approximately 10 nm in diameter.

Fig. 4.- Muestran las curvas de muerte de bacterias en presencia de distintas concentraciones de las nanopartículas de plata. 4a y 4c.- en Staphylococcus aureus; 4b y 4d.- en Escherichia coli. "R" es el Recuento bacteriano en UFC/ml; "t(h)" es el tiempo en horas; "noAg" es sin agente bactericida.Fig. 4.- They show the death curves of bacteria in the presence of different concentrations of silver nanoparticles. 4a and 4c.- in Staphylococcus aureus ; 4b and 4d.- in Escherichia coli . "R" is the bacterial count in CFU / ml; "t (h)" is the time in hours; "noAg" is without bactericidal agent.

Fig. 5.- Muestra el espectro UV-Vis de las nanopartículas de plata estabilizadas. "A" es Absorbancia.Fig. 5.- Shows the spectrum UV-Vis of the silver nanoparticles stabilized "A" is Absorbance.

Fig. 6.- Muestra el espectro de difracción de rayos X de las nanopartículas de plata estabilizadas. "I" es intensidad y "2\Theta" es ángulo de difracción.Fig. 6.- Shows the diffraction spectrum of X-rays of stabilized silver nanoparticles. "I" is intensity and "2 \ Theta" is diffraction angle.

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Ejemplos Examples Ejemplo 1Example 1 Método de obtención de nanopartículas de plata estabilizadasMethod of obtaining silver nanoparticles stabilized

En un matraz protegido de la luz, se añadió, sobre 15 mL de éter dietílico, 0,15 g de [NBu_{4}][AgR_{2}] (Bu =
-CH_{2}CH_{2}CH_{2}CH_{3}; R = C_{6}F_{5}) que se disolvieron y posteriormente se añadió 0,06 g de AgClO_{4} apareciendo un precipitado blanco identificado como la sal [NBu_{4}][ClO_{4}]. Se dejó agitando la disolución durante 30 minutos y se filtró sobre tierra de diatomeas en una placa de porosidad 3, obteniéndose una disolución transparente dentro de un matraz protegido de la luz que contenía el precursor [Ag(C_{6}F_{5})].In a light-protected flask, 0.15 g of [NBu4] [AgR2] (Bu = 2) was added over 15 mL of diethyl ether (Bu =
-CH 2 CH 2 CH 2 CH 3; R = C 6 F 5) which were dissolved and subsequently 0.06 g of AgClO 4 was added appearing a white precipitate identified as the salt [NBu 4] [ClO 4]. The solution was allowed to stir for 30 minutes and filtered on diatomaceous earth in a porosity plate 3, obtaining a transparent solution within a light-protected flask containing the precursor [Ag (C 6 F 5)] ].

Se evaporó el disolvente y se redisolvió, el sólido blanco ([Ag(C_{6}F_{5})]) que quedó, en 15 mL de tolueno bajo atmósfera inerte. A continuación se añadió la cantidad estequiométrica (0.07 g) del ligando surfactante HDA y se dejó agitando 15 minutos. Posteriormente se acopló un refrigerante al matraz y se calentó la disolución a 110ºC en atmósfera inerte de Argón a reflujo durante 7 horas, dando lugar a la formación de una disolución de color amarillo muy intenso que contiene nanopartículas de plata con forma de disco de alrededor de 10 nm de diámetro. Una vez que cesó el reflujo, se enfrió la disolución y se evaporó el disolvente al que se le añadió metanol para que precipitaran las nanopartículas de plata en forma de sólido de color negro. La separación y lavado de las nanopartículas estabilizadas se realizó por centrifugación repitiendo el proceso de lavado 3 veces. Finalmente, una vez se realizó la decantación de la ultima fracción de metanol las nanopartículas se secaron aplicando vacío en una bomba durante 3 horas quedando un sólido negro estable al aire y a la humedad a temperatura ambiente.The solvent was evaporated and redissolved, the white solid ([Ag (C 6 F 5)] that remained, in 15 mL of toluene under an inert atmosphere. Then the amount was added stoichiometric (0.07 g) of the HDA surfactant ligand and left stirring 15 minutes. Subsequently a coolant was coupled to the flask and the solution was heated at 110 ° C in an inert atmosphere of Argon at reflux for 7 hours, leading to the formation of a very intense yellow solution containing disk-shaped silver nanoparticles of about 10 nm of diameter. Once the reflux ceased, the solution was cooled and evaporated the solvent to which methanol was added so that The solid nanoparticles of silver will precipitate black color The separation and washing of nanoparticles stabilized was performed by centrifugation repeating the process of washed 3 times. Finally, once the decantation of the last fraction of methanol the nanoparticles were dried by applying vacuum in a pump for 3 hours leaving a stable black solid to air and humidity at room temperature.

A continuación se muestra el esquema de síntesis de nanopartículas de plata estabilizadas con hexadecilamina:Below is the synthesis scheme of silver nanoparticles stabilized with hexadecylamine:

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Estas nanopartículas de plata estabilizadas se pudieron redisolver en tolueno y se volvieron a precipitar en metanol sin pérdida de propiedades o modificación de su morfología.These stabilized silver nanoparticles are they were able to redissolve in toluene and again precipitated in methanol without loss of properties or modification of its morphology.

Ejemplo 2Example 2 Método de obtención de agentes bactericidasMethod of obtaining bactericidal agents

La composición obtenida en el ejemplo anterior se empleó en una mezcla hidroalcohólica formada por iso-propanol y agua destilada (50:50 v/v) y se realizó la suspensión de las partículas mediante la aplicación de 1 minuto de ultrasonidos. Estas suspensiones son estables indefinidamente y se emplearon para realizar los ensayos correspondientes a su actividad bacteriostática y bactericida como a continuación se describe.The composition obtained in the previous example it was used in a hydroalcoholic mixture formed by iso-propanol and distilled water (50:50 v / v) and it performed the suspension of the particles by applying 1 ultrasound minute These suspensions are stable. indefinitely and were used to perform the tests corresponding to its bacteriostatic and bactericidal activity as described below.

Ejemplo 3Example 3 Actividad bacteriostática y bactericida de las nanopartículas de plata estabilizadasBacteriostatic and bactericidal activity of the nanoparticles of stabilized silver

Se analizó la actividad antimicrobiana de las nanopartículas de plata, preparadas según se describe en el ejemplo 2, frente a distintos cultivos de bacterias, determinándose tanto la Concentración Inhibitoria Mínima (CIM) como la Concentración Bactericida Mínima (CBM) de dichos compuestos.The antimicrobial activity of the silver nanoparticles, prepared as described in the example 2, against different cultures of bacteria, determining both Minimum Inhibitory Concentration (MIC) as the Concentration Minimum Bactericide (CBM) of said compounds.

La CIM se determinó en medio líquido Mueller Hinton (cfr. MH, Laboratorios Difco), utilizando diluciones seriadas del antimicrobiano (nanopartículas de plata), y un inóculo bacteriano inicial en todas ellas equivalente a 5x10^{5} unidades formadoras de colonias/ml (UFC/ml), siendo el periodo de incubación de 24 h a 37ºC, y siguiendo la metodología estándar de la NCCLS (estándar americano para la determinación de sensibilidad a antimicrobianos).The MIC was determined in Mueller liquid medium Hinton (cf. MH, Difco Laboratories), using dilutions serials of the antimicrobial (silver nanoparticles), and an inoculum initial bacterial in all of them equivalent to 5x105 units colony forming / ml (CFU / ml), the incubation period being from 24 h at 37 ° C, and following the standard methodology of the NCCLS (American standard for the determination of sensitivity to antimicrobials).

Para la determinación de la CBM, se utilizó el medio Brain Heart Infusión agar (cfr. BHI, Difco), considerándose actividad bactericida cuando el antimicrobiano lograba disminuir los recuentos bacterianos iniciales más del 99.9%, después de estar 24 h en presencia del mismo y ser transferido posteriormente a un medio de cultivo sin antimicrobiano. Los datos, tanto de CIM como de CBM, se expresan en \mug/ml. Los microorganismos utilizados en este estudio fueron los siguientes: Escherichia coli (ATCC 25922), Staphylococcus aureus (ATCC 25923) y Listeria monocytogenes C137 (CECT 4032).For the determination of the CBM, the Brain Heart Infusion agar medium (cf. BHI, Difco) was used, considering bactericidal activity when the antimicrobial was able to reduce the initial bacterial counts by more than 99.9%, after being 24 hours in the presence of it and be subsequently transferred to a culture medium without antimicrobial. The data, both from CIM and CBM, are expressed in µg / ml. The microorganisms used in this study were the following: Escherichia coli (ATCC 25922), Staphylococcus aureus (ATCC 25923) and Listeria monocytogenes C137 (CECT 4032).

Se eligieron especies bacterianas representativas de Gram-positivos (S. aureus y L. monocytogenes) y de Gram-negativos (E. coli), y que además son microorganismos de gran interés tanto en el campo biomédico como en el área de la seguridad alimentaría. Los experimentos se repitieron por triplicado y los resultados obtenidos se presentan en las siguientes tablas:Bacterial species representative of Gram-positive ( S. aureus and L. monocytogenes ) and Gram-negative ( E. coli ) were chosen, and which are also microorganisms of great interest both in the biomedical field and in the area of food security . The experiments were repeated in triplicate and the results obtained are presented in the following tables:

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44

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55

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Los datos obtenidos muestran unos resultados muy buenos, especialmente para las nanopartículas de plata preparadas a partir del precursor [AgC_{6}F_{5}], al presentar valores relativamente bajos de CIM y CBM para los tres microorganismos ensayados. Por otro lado, cabe destacar la cercanía en los valores de CIM y CBM, lo que hace pensar en la actividad bactericida de estas nanopartículas de plata.The data obtained show very good results. good, especially for silver nanoparticles prepared to from the precursor [AgC_ {6} F_ {5}], when presenting values relatively low MIC and CBM for the three microorganisms rehearsed On the other hand, it is worth noting the proximity in the values of CIM and CBM, which suggests the bactericidal activity of These silver nanoparticles.

A continuación se llevó a cabo un estudio de las nanopartículas obtenidas a partir de [Ag(C_{6}F_{5})] y hexadecilamina, empleando distintas concentraciones de nanopartículas, de plata estabilizadas, en suspensión hidroalcohólica para determinar la cinética de muerte de las bacterias E. coli y S. aureus en función del tiempo. Se llevaron a cabo dos experiencias que se resumen en las siguientes tablas:A study of the nanoparticles obtained from [Ag (C 6 F 5) and hexadecylamine was then carried out using different concentrations of stabilized silver nanoparticles in hydroalcoholic suspension to determine the kinetics of death of E. coli and S. aureus bacteria as a function of time. Two experiences that are summarized in the following tables were carried out:

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Experimento 1Experiment one

Staphylococcus aureusStaphylococcus aureus

66

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Escherichia coliEscherichia coli

77

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Experimento 2Experiment 2

Staphylococcus aureusStaphylococcus aureus

88

Escherichia coliEscherichia coli

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99

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En las Figuras 4a-4d se presentan los datos de las cuatro tablas anteriores de los experimentos 1 y 2.In Figures 4a-4d, present the data from the four previous tables of the Experiments 1 and 2.

La Fig. 4a representa el experimento 1 con los resultados de las curvas de muerte de la bacteria Staphylococcus aureus en presencia de distintas concentraciones de las nanopartículas de plata.Fig. 4a represents experiment 1 with the results of the death curves of the Staphylococcus aureus bacteria in the presence of different concentrations of the silver nanoparticles.

La Fig. 4b representa el experimento 1 con los resultados de las curvas de muerte de la bacteria Escherichia coli. Se puede observar como los resultados para concentración 12,5 \mug/ml y 50 \mug/ml se superponen con los resultados de la concentración de 100 \mug/ml.Fig. 4b represents experiment 1 with the results of the death curves of the Escherichia coli bacteria. It can be seen how the results for concentration 12.5 µg / ml and 50 µg / ml overlap with the results of the concentration of 100 µg / ml.

La Fig. 4c representa el experimento 2 con los resultados de las curvas de muerte de la bacteria Staphylococcus aureus en presencia de distintas concentraciones de las nanopartículas de plata.Fig. 4c represents experiment 2 with the results of the death curves of the Staphylococcus aureus bacteria in the presence of different concentrations of the silver nanoparticles.

La Fig. 4d representa el experimento 2 con los resultados de las curvas de muerte de la bacteria Escherichia coli. Se puede observar como los resultados para concentración 12,5 \mug/ml se superponen con los resultados de la concentración de 100 \mug/mlFig. 4d depicts experiment 2 with the results of the death curves of the Escherichia coli bacteria. It can be seen how the results for concentration 12.5 µg / ml overlap with the results of the concentration of 100 µg / ml

Como se puede observar, el empleo de 12,5 ó 25 \mug/ml de nanopartículas de plata en suspensión hidroalcohólica consigue un efecto bactericida en E. coli y S. aureus, respectivamente. Además se puede observar, como el empleo de 12 \mug/ml de nanopartículas de plata en suspensión hidroalcohólica consigue en todos los casos un efecto bactericida.As can be seen, the use of 12.5 or 25 µg / ml of silver nanoparticles in hydroalcoholic suspension achieves a bactericidal effect on E. coli and S. aureus , respectively. In addition, it can be observed how the use of 12 µg / ml of silver nanoparticles in hydroalcoholic suspension achieves in all cases a bactericidal effect.

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Ejemplo 4Example 4 Caracterización de la composición de nanopartículas de plataCharacterization of the nanoparticle composition of silver

La caracterización de las nuevas nanopartículas, obtenidas según se describe en el ejemplo 1, se realizó empleando diferentes técnicas tanto en disolución (Resonancia Magnética Nuclear, Espectroscopia Electrónica Ultravioleta-Visible) como en estado sólido (Difracción de rayos X, Análisis Termogravimétrico, Microscopía Electrónica de Transmisión):The characterization of the new nanoparticles, obtained as described in example 1, was performed using Different techniques both in solution (Magnetic Resonance Nuclear, Electronic Spectroscopy Ultraviolet-Visible) as in solid state (X-ray diffraction, Thermogravimetric Analysis, Microscopy Transmission Electronics):

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Ejemplo 4AExample 4A

Resonancia magnética nuclearNuclear magnetic resonance

Esta técnica permitió comprobar la presencia de especies orgánicas alrededor de las partículas ya formadas.This technique allowed to verify the presence of organic species around already formed particles.

Se realizaron experimentos de resonancia magnética nuclear de flúor (^{19}F) no observándose ninguna señal lo que indica que el ligando C_{6}F_{5} o posibles subproductos del mismo no se detectaron en la superficie de las nanopartículas.Resonance experiments were performed fluorine nuclear magnetic (19 F) no signal being observed which indicates that the C 6 F 5 ligand or possible by-products of the same were not detected on the surface of the nanoparticles.

Por lo tanto, se pudo comprobar que todo el precursor organometálico reaccionó y que no quedaban especies fluoradas como contaminantes de las nanopartículas.Therefore, it was found that all the organometallic precursor reacted and that there were no species left fluorinated as contaminants of nanoparticles.

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Ejemplo 4BExample 4B

Espectroscopia electrónica UV-VisUV-Vis electronic spectroscopy

Esta es una técnica muy importante ya que permite correlacionar la energía de las bandas observadas debidas a la resonancia del plasmón superficial con el tamaño y la forma de las partículas en estudio. La resonancia del plasmón superficial son los electrones libres en la superficie de la nanopartícula que interaccionan con la radiacción UV y dan lugar a una adsorción de energía.This is a very important technique since allows correlating the energy of the observed bands due to surface plasmon resonance with the size and shape of The particles under study. The surface plasmon resonance they are the free electrons on the surface of the nanoparticle that interact with UV radiation and lead to adsorption of Energy.

Las nanopartículas de plata obtenidas en el ejemplo 1 se disolvieron en Tolueno midiendo su espectro (Fig. 5), dando una señal a 415 nm correspondiente a la plata metálica.The silver nanoparticles obtained in the Example 1 was dissolved in Toluene by measuring its spectrum (Fig. 5), giving a signal at 415 nm corresponding to metallic silver.

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Ejemplo 4CExample 4C

Difracción de rayos XX-ray diffraction

Esta técnica permite comprobar que las nanopartículas sintetizadas son cristalinas y, además, lo patrones de difracción obtenidos se pueden comparar con los disponibles en bases de datos con lo que se puede caracterizar inequívocamente el tipo de material cristalino que se analiza.This technique allows to verify that synthesized nanoparticles are crystalline and, in addition, the patterns obtained diffraction can be compared with those available in databases with what can be unequivocally characterized the type of crystalline material that is analyzed.

Las nanopartículas obtenidas según se describe en el ejemplo 1, se caracterizaron mediante esta técnica cuyo resultado se muestra en la Fig. 6.The nanoparticles obtained as described in example 1, they were characterized by this technique whose result is shown in Fig. 6.

En la Fig. 6 se muestra los picos que se corresponden con los planos 111, 200, 220 y 311 de la red cúbica centrada en las caras (fcc) de plata metálica. El ensanchamiento de los picos se asocia con la presencia de nanopartículas de tamaño pequeño.Fig. 6 shows the peaks that are correspond to planes 111, 200, 220 and 311 of the cubic network centered on the faces (fcc) of metallic silver. The widening of the peaks is associated with the presence of nanoparticles in size small.

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Ejemplo 4DExample 4D

Análisis termogravimétrico (TGA)Thermogravimetric analysis (TGA)

Este análisis dio una idea de la composición del material, en lo que se refiere a la cantidad de agente estabilizante en relación a la cantidad de metal. Como resultado del TGA, de las nanopartículas de plata obtenidas según el ejemplo 1, se obtuvo un 77,6% de Ag y 22,4% de sufactante.This analysis gave an idea of the composition of the material, in terms of the amount of agent stabilizer in relation to the amount of metal. As a result of the TGA, of the silver nanoparticles obtained according to the example 1, 77.6% of Ag and 22.4% of sufactant was obtained.

Claims

1. Método de obtención de nanopartículas de plata que comprende los siguientes pasos:1. Method of obtaining nanoparticles from silver comprising the following steps:

b.b.: adición de un agente estabilizante;adding an agent stabilizer;

d.d.: aislamiento de las nanopartículas obtenidas en el paso (c) del disolvente.nanoparticle isolation obtained in step (c) of the solvent.

2. Método según la reivindicación 1, donde el agente estabilizante son surfactantes, polímeros o sus mezclas.2. Method according to claim 1, wherein the stabilizing agent are surfactants, polymers or mixtures thereof.

3. Método según la reivindicación 2, donde los surfactantes tienen al menos un extremo polar seleccionados del grupo que consiste en amina, tiol, alcohol, ácido carboxílico o fosfinas y una parte apolar seleccionada de un grupo C_{8}-C_{18} alquilo.3. Method according to claim 2, wherein surfactants have at least one polar end selected from the group consisting of amine, thiol, alcohol, carboxylic acid or phosphines and a selected apolar part of a group C 8 -C 18 alkyl.

4. Método según la reivindicación 3, donde los surfactantes tienen una o dos extremos polares de amina y una parte apolar de un grupo (C_{8}-C_{16}) alquilo.4. Method according to claim 3, wherein surfactants have one or two polar ends of amine and one part apolar of a (C 8 -C 16) alkyl group.

5. Método según la reivindicación 4, donde los surfactantes son hexadecilamina, docecilamina u octilamina.5. Method according to claim 4, wherein the Surfactants are hexadecylamine, docecylamine or octylamine.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2-5, donde los polímeros son polímeros orgánicos seleccionados del grupo que consiste en polivinilpirrolidona (PVP) o acetato de celulosa.6. Method according to any of the claims 2-5, wherein the polymers are organic polymers selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone (PVP) or cellulose acetate.

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones 2-6, que además comprende un sustrato inorgánico.7. Method according to any of the claims 2-6, further comprising a inorganic substrate.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, donde el precursor organométalico es Ag(C_{6}F_{5}).8. Method according to any of the claims 1-7, wherein the precursor Organometallic is Ag (C 6 F 5).

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, donde la relación precursor de plata: estabilizante es de entre 1:1 a 2:1 ó de entre 1:1 a 1:2.9. Method according to any of the claims 1-8, wherein the precursor relationship Silver: stabilizer is between 1: 1 to 2: 1 or between 1: 1 a 1: 2

10. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1-9, donde el disolvente orgánico del paso (a) es tolueno o tetrahidrofurano.10. Method according to any of the claims 1-9, wherein the organic solvent of step (a) is toluene or tetrahydrofuran.

11. Composición de nanopartículas de plata obtenibles por el método según cualquiera de las reivindicaciones 1-10 que comprende partículas de plata procedentes de precursores organométalicos y agentes estabilizantes.11. Composition of silver nanoparticles obtainable by the method according to any of the claims 1-10 comprising silver particles from of organometallic precursors and stabilizing agents.

12. Composición según la reivindicación 11, donde los agentes estabilizantes son surfactantes, polímeros o sus mezclas.12. Composition according to claim 11, where the stabilizing agents are surfactants, polymers or their mixtures

13. Composición según la reivindicación 12, donde los surfactantes tienen al menos un extremo polar seleccionados del grupo que consiste en amina, tiol, alcohol, ácido carboxílico o fosfinas y una parte apolar de un grupo C_{8}-C_{18} alquilo.13. Composition according to claim 12, where surfactants have at least one polar end selected from the group consisting of amine, thiol, alcohol, acid carboxylic or phosphines and an apolar part of a group C 8 -C 18 alkyl.

14. Composición según la reivindicación 13, donde los surfactantes tienen uno o dos extremos polares de amina y una parte apolar (C_{8}-C_{16}) alquilo.14. Composition according to claim 13, where the surfactants have one or two polar ends of amine and a nonpolar (C 8 -C 16) alkyl part.

15. Composición según la reivindicación 14, donde los surfactantes son hexadecilamina, docecilamina u octilamina.15. Composition according to claim 14, where the surfactants are hexadecylamine, docecylamine or octylamine

16. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 11-15, donde los polímeros son polímeros orgánicos seleccionados del grupo que consiste en polivinilpirrolidona (PVP) o acetato de celulosa.16. Composition according to any of the claims 11-15, wherein the polymers are organic polymers selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone (PVP) or cellulose acetate.

17. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 11-16, que además comprende sustratos inorgánicos.17. Composition according to any of the claims 11-16, further comprising inorganic substrates.

18.Composición según cualquiera de las reivindicaciones 11-17, donde el precursor organometálico de plata es
Ag(C_{6}F_{5}).18. Composition according to any of claims 11-17, wherein the silver organometallic precursor is
Ag (C 6 F 5).

19. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 11-18, donde las partículas de plata tienen un diámetro de entre 5 nm y 25 nm.19. Composition according to any of the claims 11-18, wherein the particles of Silver have a diameter between 5 nm and 25 nm.

20. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 11-19, donde las partículas de plata tienen un diámetro de entre 7 nm y 12 nm.20. Composition according to any of the claims 11-19, wherein the particles of Silver have a diameter between 7 nm and 12 nm.

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21. Uso del compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 11-20, como bactericida.21. Use of the compound according to any of the claims 11-20, as a bactericide.

22. Agente bactericida que comprende el compuesto según cualquiera de las reivindicaciones 11-20 y un disolvente.22. Bactericidal agent comprising the compound according to any of the claims 11-20 and a solvent.

23. Agente bactericida según la reivindicación 22, donde el disolvente es una mezcla hidroalcohólica.23. Bactericidal agent according to claim 22, where the solvent is a hydroalcoholic mixture.