Publicação: Biossíntese e caracterização de nanopartículas de ouro a partir de extratos de flores e folhas de Calliandra dysantha: potencial antioxidante e antibiofilme
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CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
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Orientador
Coorientador
Freitas, Guilherme Ramos Oliveira e
Resumo
A nanotecnologia é uma área de pesquisa que explora materiais com dimensões nanométricas,
integrando conhecimentos da química, física, biologia e engenharias para o desenvolvimento,
manipulação e aplicação desses materiais com propriedades únicas. Entre os nanomateriais,
destacam-se as nanopartículas de ouro, devido às suas propriedades físico-químicas, ópticas e
biológicas. A síntese verde, mediada por extratos vegetais, representa uma alternativa
sustentável aos métodos físicos e químicos tradicionais, pois utiliza compostos bioativos
capazes de atuar como agentes redutores, estabilizantes e antimicrobianos. Além disso, a
resistência antimicrobiana e a formação de biofilmes bacterianos representam importantes
desafios para a saúde pública, uma vez que dificultam a ação dos tratamentos convencionais e
favorecem a persistência de infecções. Assim, o presente estudo teve como objetivo realizar
pela primeira vez a biossíntese de nanopartículas de ouro utilizando extratos metanólicos de
flores e folhas de Calliandra dysantha, espécie nativa do Cerrado brasileiro, bem como
caracterizá-las e avaliar seu potencial antioxidante e antibiofilme frente a bactéria
Staphylococcus aureus. As nanopartículas de ouro foram sintetizadas em meio aquoso,
utilizando ácido tetracloroáurico como precursor metálico, sob aquecimento e agitação. A
formação das nanopartículas foi confirmada pela presença de bandas de absorção, em
aproximadamente 528 nm. As análises por microscopia eletrônica de transmissão
demonstraram a formação de partículas esféricas, com diâmetro médio de 13,8 ± 3,4 nm para
as nanopartículas de ouro com extrato de flores (F-AuNPs) e 20,8 ± 12,7 nm para as
nanopartículas de ouro com extrato de folhas (L-AuNPs). Os diâmetros hidrodinâmicos médios
foram de 64,47 ± 10,62 nm para as F-AuNPs e 80,55 ± 0,04 nm para as L-AuNPs, com baixos
índices de polidispersão. Os valores de potencial zeta indicaram estabilidade coloidal moderada
com baixa propensão a agregação das dispersões. Os ensaios realizados pelos métodos DPPH
e ABTS nas concentrações de 125 µg/mL a 15,625 µg/mL, demonstraram a elevada atividade
antioxidante dos extratos vegetais sugerindo a presença de compostos com ação antioxidante,
que podem contribuir para a biossíntese e estabilização das nanopartículas. Por outro lado, as
nanopartículas apresentaram baixa atividade antioxidante, possivelmente devido à menor
disponibilidade dos compostos bioativos após a síntese. No ensaio antibiofilme, todos os
tratamentos avaliados apresentaram maior atividade na concentração de 125 µg/mL. Nessa
concentração, não houve diferença significativa entre os tratamentos, indicando que tanto os
extratos quanto as nanopartículas de ouro foram capazes de reduzir expressivamente a
viabilidade metabólica dos biofilmes de Staphylococcus aureus. Dessa forma, os resultados
demonstram que extratos de flores e folhas de Calliandra dysantha apresentam potencial para
a biossíntese de nanopartículas de ouro com características físico-químicas relevantes e
atividade antioxidante e antibiofilme, destacando seu potencial para futuras aplicações
biotecnológicas e biomédicas.
Abstract
Nanotechnology is a research field that explores materials with nanometric dimensions,
integrating knowledge from chemistry, physics, biology, and engineering to develop,
manipulate, and apply these materials with unique properties. Among nanomaterials, gold
nanoparticles are notable due to their physicochemical, optical, and biological properties. Green
synthesis mediated by plant extracts represents a sustainable alternative to traditional physical
and chemical methods, as it employs bioactive compounds capable of acting as reducing,
stabilizing, and antimicrobial agents. Furthermore, antimicrobial resistance and bacterial
biofilm formation represent significant public health challenges, as they hinder the efficacy of
conventional treatments and promote infection persistence. Thus, this study aimed to perform,
for the first time, the biosynthesis of gold nanoparticles using methanolic extracts from the
flowers and leaves of Calliandra dysantha, a species native to the Brazilian Cerrado, as well as
to characterize the resulting nanoparticles and evaluate their antioxidant and anti-biofilm
potential against Staphylococcus aureus. Therefore, the present study aimed, for the first time,
to biosynthesize gold nanoparticles using methanolic extracts of flowers and leaves of
Calliandra dysantha, a species native to the Brazilian Cerrado, as well as to characterize these
nanoparticles and evaluate their antioxidant and antibiofilm potential against Staphylococcus
aureus. Gold nanoparticles were synthesized in aqueous medium using tetrachloroauric acid as
the metal precursor under heating and stirring. Nanoparticle formation was confirmed by the
presence of absorption bands at approximately 528 nm. Transmission electron microscopy
analyses revealed the formation of spherical particles, with an average diameter of 13.8 ± 3.4
nm for gold nanoparticles synthesized with flower extract (F-AuNPs) and 20.8 ± 12.7 nm for
those synthesized with leaf extract (L-AuNPs). The mean hydrodynamic diameters were 64.47
± 10.62 nm for F-AuNPs and 80.55 ± 0.04 nm for L-AuNPs, with low polydispersity indices.
Zeta potential values indicated moderate colloidal stability with low aggregation propensity of
the dispersions. Assays performed using the DPPH and ABTS methods at concentrations
ranging from 125 µg/mL to 15.625 µg/mL demonstrated high antioxidant activity in the plant
extracts, suggesting the presence of antioxidant compounds that may contribute to the
biosynthesis and stabilization of the nanoparticles. Antioxidant assays using the DPPH and
ABTS methods at concentrations ranging from 125 µg/mL to 15.625 µg/mL demonstrated the
high antioxidant activity of the plant extracts, suggesting the presence of antioxidant
compounds that may contribute to the biosynthesis and stabilization of the nanoparticles.
Conversely, the nanoparticles themselves exhibited low antioxidant activity, possibly due to
decreased availability of bioactive compounds after synthesis. In the antibiofilm assay, all
treatments showed higher activity at a concentration of 125 µg/mL. At this concentration, no
significant differences were observed between treatments, indicating that both the extracts and
the gold nanoparticles were able to significantly reduce the metabolic viability of
Staphylococcus aureus biofilms. Thus, the results demonstrate that flower and leaf extracts of
Calliandra dysantha have potential for the biosynthesis of gold nanoparticles with relevant
physicochemical characteristics and antioxidant and antibiofilm activities, highlighting their
potential for future biotechnological and biomedical applications.
Palavras-chave
biofilme, Calliandra dysantha, nanopartículas de ouro, síntese verde, Staphylococcus aureus, biofilm, gold nanoparticles, green synthesis
Citação
CONCEIÇÃO, Maria Clara Gabilan Medina da. Biossíntese e caracterização de nanopartículas de ouro a partir de extratos de flores e folhas de Calliandra dysantha: potencial antioxidante e antibiofilme. 2026. 112 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Universidade Federal de Uberlândia, Patos de Minas, 2026. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.532