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Nanopartículas de carbono contra bactérias.

Pesquisadores da Universidade de Orenburgo (Rússia) observaram como diferentes nanopartículas de carbono podem agir sobre bactérias. Verificou-se que os nanotubos "barram" o crescimento das bactérias, tanto mais eficazmente tenham sido eles mal purificados, e que as bactérias são insensíveis aos fulerenos se estes últimos não foram modificados por grupos aminados.

Existe hoje no mercado mais de 1.800 variedades de nanomateriais. Sua larga utilização levará, muito provavelmente, à poluição, por estes últimos, de ecossistemas naturais e do meio ambiente e habitação do homem. As propriedades físico-químicas das nanopartículas se distinguem daquelas de grandes cristais e sua interação com os sistemas vivos praticamente não foi estudada. Uma equipe da Universidade Estadual de Orenburgo estudou, sob a direção de Dmitri Deriabine, a ação de várias nanopartículas de carbono sobre a bactéria Escherichia coli (bacilo). O estudo deverá ser publicado no número 11-12 da revista The Russian Nanotechnologies.

Para esta experiência foram utilizadas quatro amostras diferentes - nanotubos de carbono de parede simples apresentando diferentes níveis de purificação, nanotubos de carbono de paredes múltiplas, fulerenos e fulerenos quimicamente modificados (por grupos carboxila e aminados).

Misturou-se uma suspensão de nanopartículas com uma suspensão de bactérias em uma relação de 1 para 4. A suspensão obtida foi mantida a uma temperatura de 37º, durante uma hora, depois se procedeu à secagem e se estudou os sistemas pelo método de microscopia de força atômica (AFM). Além disso, se avaliou o efeito bactericida através da indução de microorganismos que tinham estado em contato com nanopartículas em um meio de cultura, comparando indivíduos viáveis obtidos no grupo experimental e no grupo de controle.





Escherichia coli (bacilo) usada para testar o poder bactericida de nanopartículas de carbono.

Créditos: prokariotae.tripod.com.



Os autores caracterizaram em profundidade as particularidades de cada amostra de nanomateriais de carbono. Globalmente, foram os nanotubos mal purificados que tiveram ação bactericida mais eficaz. O estudo de microscopia AFM mostrou que as células de bactérias que foram incubadas em contato com estes nanotubos diminuíram de tamanho (passando de 201 a 178 nm) e apresentaram fragmentos achatados, livres de conteúdo celular. Os autores acreditam que os "estragos" constatados sobre as estruturas superficiais estejam mais ligados aos efeitos das impurezas (carbono amorfo, catalisadores metálicos) que à ação dos próprios nanotubos de carbono. O estudo dos nanotubos purificados mostrou que eles também tinham entrado em contato com a superfície das células de bactérias, todavia os pesquisadores não descobriram de maneira confiável uma influência sobre a viabilidade das culturas.

Os fulerenos e sua modificação carboxila não influíram sobre a viabilidade nem sobre a morfologia das bactérias, ainda que os fulerenos modificados por grupos amino (-NH2) interagissem ativamente com as bactérias e tivessem um efeito bactericida marcante. Esta substância mostrou possuir uma grande afinidade com a parede celular das bactérias: cerca de 97% de nanopartículas estão associadas a elas, apenas 3% permaneceram na solução. No final, a granulosidade característica das nanopartículas apareceu na superfície das bactérias. Este fenômeno se fez acompanhar de modificações do comprimento, da largura e da altura das células. Depois de entrarem em contato com os fulerenos modificados por grupos amino, 60% das bactérias desse grupo foram destruídas, comparativamente com o grupo de controle.

Estes trabalhos foram conduzidos com o apoio do programa federal Research and Pedagogical Cadre for Innovative Russia.

Informnauka (Tradução - MIA).


Nota do Scientific Editor: o artigo "Studying the Interaction Between Carbon Nanomaterials and Escherichia coli Cells Using Atomic-Force Microscopy", que deu origem a esta notícia, é de autoria de D. G. Deryabin, S. Vasilchenko, S. Aleshina, S. Tlyagulova e N. Nikiyan e será publicado na revista The Russian Nanotechnologies, volume 11-12, 2010.


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