Síntesis de nanopartículas metálicas a partir de hongos de la Antártida

Abstract

En los últimos años, las nanopartículas (NPs) han despertado un creciente interés debido a sus propiedades fisicoquímicas únicas, que dependen de su tamaño, forma, composición y estabilidad. Por ejemplo, en la medicina son utilizadas para mejorar el diagnóstico y tratamiento de enfermedades, mientras que en la agricultura son empleadas para optimizar la eficacia de los pesticidas y herbicidas. Entre ellas, las nanopartículas de plata (AgNPs) se destacan por su efecto antimicrobiano y por la baja probabilidad de desarrollar resistencia bacteriana, lo que ha favorecido su implantación en dispositivos médicos, textiles, entre otros. La síntesis biológica de AgNPs a partir de bacterias, hongos, algas y plantas se ha convertido en una alternativa eficiente, económica y amigable con el medio ambiente en comparación con los métodos tradicionales. Particularmente en la síntesis mediada por hongos, los metabolitos producidos actúan como agentes reductores y estabilizantes (capping), proporcionando a las AgNPs estabilidad coloidal, una mayor actividad antimicrobiana y menor citotoxicidad. En este contexto, los microorganismos extremófilos de la Antártida representan una fuente valiosa para la obtención de nanomateriales, debido a sus adaptaciones fisiológicas y morfológicas que les permiten sobrevivir en condiciones de bajas temperaturas. Estas características los convierten en una valiosa herramienta tanto para la investigación científica como para el desarrollo de tecnologías innovadoras.Además, se ha demostrado que el uso de las bajas temperaturas puede mejorar el rendimiento de la síntesis y estabilidad de las NPs en comparación con los procesos realizados a temperaturas más altas. En este trabajo se evaluó la capacidad de cuatro cepas de hongos filamentosos provenientes de la Antártida: Cadophora sp.(E404), Talaromyces stollii (D361), Talaromyces radicus (D204) y Antarctomyces pellizariae (F121) para sintetizar AgNPs.Se evaluó la influencia de las condiciones de reacción (concentración de AgNO ₃ , temperatura y tiempo) sobre la síntesis, así como también la estabilidad coloidal de las AgNPs frente a las variaciones del pH, fuerza iónica y procesos de purificación por centrifugación. Las AgNPs obtenidas fueron caracterizadas mediante espectroscopía UV-visible, DLS, NTA, HR-TEM, EDS y potencial zeta. Los resultados demostraron que los hongos de la Antártida son capaces de sintetizar eficazmente AgNPs, con un mayor rendimiento a 20°C y utilizando una concentración de 10 mM de AgNO 3 como precursor en la mayoría de los casos. Las AgNPs sintetizadas por distintas cepas fúngicas mostraron variaciones en concentración, tamaño, polidispersidad, carga superficial y composición elemental; destacándose las obtenidas con la cepa E404 a 20 °C, que presentaron la mayor concentración (2,1 × 10¹⁰ partículas/mL), menor índice de polidispersidad (0,017), tamaño promedio de 53,3 ± 22,7 nm (HR-TEM) y una carga superficial de -17,4 ± 0,21 mV. La composición determinada por EDS confirmó la presencia de Ag (6,46 %), junto a carbono, oxígeno y trazas de otros elementos.Además, las AgNPs mostraron buena estabilidad frente a variaciones de pH y fuerza iónica, y luego del proceso de la centrifugación. Estos resultados demuestran que la síntesis biológica de AgNPs mediada por hongos antárticos permite obtener nanopartículas estables y en grandes cantidades, sin necesidad de emplear reactivos tóxicos ni requerir de elevados consumos energéticos, lo que refuerza la viabilidad de este enfoque como una alternativa sostenible.