Name: Preparación de nanopartículas de óxido de zinc y evaluación de sus efectos antibacterianos (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-27T13:05:00.000+00:00
Duration: 6 min 42 s
Description: Aprende a sintetizar nanopartículas de óxido de zinc mediante precipitación y evalúa su actividad antibacteriana contra cepas resistentes como MRSA y Pseudomonas aeruginosa. Este método simple permite producción escalable.

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Los reactivos y equipos utilizados en este estudio se enumeran en la Tabla de Materiales.
1. Preparación de nanopartículas de óxido de zinc
<ol><li>Mida 200 ml de alcohol etílico absoluto y viértalo en un matraz de vidrio de fondo redondo.</li>
	<li>Coloque el matraz de fondo redondo sobre una manta calefactora y mantenga la agitación a 25-40 °C.</li>
	<li>Mida 500 mg de CTAB en un vial de 50 ml y añádalo al alcohol etílico del matraz. Revuelva hasta que CTAB se disuelva por completo.</li>
	<li>Agregue 1,4 g de acetato de zinc a la solución y revuelva hasta que se disuelva por completo.</li>
	<li>Eleve la temperatura de la solución ajustando la temperatura del manto calefactor a 70 °C.</li>
	<li>Agregue 25 mL de solución de NaOH 0.5 M a la mezcla y déjela reaccionar durante 1 h hasta que la solución transparente se vuelva de color blanco.</li>
	<li>Aliquotar la solución en tubos cónicos de 50 mL, centrifugar a 15000 × g durante 15 min a temperatura ambiente y luego desechar el sobrenadante.</li>
	<li>Añadir 10 mL de agua destilada a uno de los tubos cónicos y volver a suspender las nanopartículas sonicando la solución. Transfiera la solución suspendida a un tubo cónico diferente que contenga la pastilla de ZnO y repita hasta que todas las soluciones de ZnO se recojan en un tubo cónico.</li>
	<li>Lavar las nanopartículas mediante centrifugación a 15000 × g durante 15 min (temperatura ambiente), retirar el sobrenadante y volver a suspender en agua destilada. Verifique el pH de la solución sobrenadante con papel de prueba de pH y repita hasta que el pH de la solución se vuelva neutro. NOTA: Cuando el pH de la solución sobrenadante se vuelva neutro (pH = 7), deseche la solución sobrenadante y no vuelva a suspender con agua destilada.</li>
	<li>Seque al vacío el palet de muestras a 60 °C durante 24 h y obtenga el polvo de ZnO NP.</li>
</ol>2. Pruebas antibacterianas con SARM y P. aeruginosa
<ol><li>Cultivo bacteriano NOTA: Las cepas bacterianas MDR clínicas se obtuvieron del Hospital Universitario Chung-Ang, Seúl, Corea del Sur.<ol><li>Saque las cepas bacterianas de MRSA y P. aeruginosa almacenadas en el caldo de soja tríptico (TSB) del congelador.</li>
		<li>Después de descongelar las soluciones bacterianas, escurra la solución en una placa de agar de soja tríptico (TSA) usando un asa de inoculación desechable. Coloque las placas de agar rayadas en la incubadora e incube durante 24 h. NOTA: Se añadió una sola colonia seleccionada de la placa TSA a 10 mL de medio TSB en un tubo cónico de 50 mL utilizando un circuito de inoculación bacteriana. Las bacterias se cultivaron durante 24 h. Las bacterias se cultivaron en condiciones de cultivo aeróbico a 37 °C.</li>
		<li>Para medir la concentración de la solución de bacterias, diluya la solución cultivada con una dilución en serie de 10 veces a 10-6 con agua destilada. A continuación, coloque 50 μL de la solución diluida en placas TSA y extienda la solución con un esparcidor en forma de L.</li>
		<li>Incubar las placas en la incubadora durante 24 h. NOTA: Las colonias se contaron ópticamente y la concentración de la solución cultivada se calculó multiplicando los factores de dilución por el número de colonias contadas.</li>
	</ol></li>
	<li>Toma de muestras bacterianas<ol><li>Para probar una amplia gama de concentraciones de ZnO, prepare una solución de 2 mg/mL de ZnO NPs utilizando la solución salina tamponada con fosfato (DPBS) de Dulbecco y realice una dilución en serie de 2 veces para obtener diferentes concentraciones. NOTA: Se analizaron 1000 μg/mL, 500 μg/mL, 250 μg/mL, 125 μg/mL y 62,5 μg/mL.</li>
		<li>Agregue 100 μL para cada una de las concentraciones probadas de NnO NP en una placa de 96 pocillos. NOTA: Utilice el doble (2x) de la concentración final deseada de NPs de ZnO, ya que cada muestra en el pocillo se diluirá con la adición de 100 μL de cultivo de bacterias. Utilice una solución de antibióticos y antimicóticos (A/A) al 2% como control positivo y DPBS como control negativo. A/A es un complejo antibiótico de penicilina y estreptomicina, que es eficaz contra bacterias grampositivas y gramnegativas, respectivamente.</li>
		<li>Diluir el cultivo bacteriano a 1 × 106 UFC/mL utilizando medios TSB y añadir 100 μL a cada pocillo que contenga diferentes concentraciones de NPs de ZnO. NOTA: Las concentraciones iniciales de SARM y de la solución de cultivo de P. aeruginosa fueron de 3 x 109 UFC/mL. La concentración de cultivo de bacterias 1 x 106 UFC/mL se realizó mediante dilución 1/20 y 1/150 de la solución de cultivo. Después de mezclar con 100 μL de NPs de ZnO, la concentración final de bacterias será de 5 × 105 UFC/mL.</li>
		<li>Coloque la placa de 96 pocillos en una incubadora a 37 °C e incube durante 24 h.</li>
	</ol></li>
	<li>Propagación bacteriana<ol><li>Pipetear 100 μL de cada pocillo y preparar varias diluciones en serie 10 veces hasta 10-6. NOTA: Agregue 100 μL de NPs de ZnO que contengan solución bacteriana en 900 μL de agua destilada esterilizada y repita 6 veces.</li>
		<li>Pipetear 50 μL a partir de cuatro soluciones diluidas y añadirlas a las placas de medios TSA. Utilice un esparcidor de células en forma de L para esparcir la suspensión bacteriana sobre la placa de agar. NOTA: Utilice las diluciones 100, 10-2, 10-4 y 10-6 . Realizar todos los experimentos por triplicado. Extienda hasta que toda la solución bacteriana se absorba en la placa de agar.</li>
		<li>Coloque las placas de agar en una incubadora a 37 °C e incube durante 24 h.</li>
	</ol></li>
	<li>Recuento de UFC bacterianas<ol><li>Seleccione un factor de dilución que sea contable para cada grupo. Marque todas las colonias en la placa de dilución contable y vuelva a calcular para que la concentración se convierta en # de UFC/mL. NOTA: El factor de dilución contable indica platos que tienen 20-100 UFC en un plato individual. Resultados de concentración contada inicialmente # de UFC contadas/50 μL. Usando la placa extendida con la solución bacteriana sin diluir, determine la concentración bactericida mínima potencial.</li>
		<li>Utilice los datos obtenidos para representar el porcentaje de bacterias vivas en relación con las del control negativo. NOTA: Porcentaje de bacterias vivas (%) =<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/66725/66725eq01.jpg" style="margin: auto;"></li>
	</ol></li>
</ol>

<meta charset="utf8"></head><body> Síntesis de Nanopartículas de Óxido de Zinc y Análisis de sus Efectos Antibacterianos

<ol><li>Catalano, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multidrug+resistance+%28MDR%29%3A+A+widespread+phenomenon+in+pharmacological+therapies%5BTitle%5D)+AND+%22Molecules%22%5BJournal%5D)">Multidrug resistance (MDR): A widespread phenomenon in pharmacological therapies.</a> Molecules. 27 (3), 616(2022).</li>
<li>Bazaid, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Bacterial+infections+among+patients+with+chronic+diseases+at+a+tertiary+care+hospital+in+Saudi+Arabia%5BTitle%5D)+AND+%22Microorganisms%22%5BJournal%5D)">Bacterial infections among patients with chronic diseases at a tertiary care hospital in Saudi Arabia.</a> Microorganisms. 10 (10), 1907(2022).</li>
<li>Miller, E. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+penicillins%3A+A+review+and+update%5BTitle%5D)+AND+%22J+Midwifery+Women%27s+Health%22%5BJournal%5D)">The penicillins: A review and update.</a> J Midwifery Women's Health. 47 (6), 426-434 (2002).</li>
<li>Martínez-Trejo, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evasion+of+antimicrobial+activity+in+acinetobacter+baumannii+by+target+site+modifications%3A+An+effective+resistance+mechanism%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Evasion of antimicrobial activity in acinetobacter baumannii by target site modifications: An effective resistance mechanism.</a> Int J Mol Sci. 23 (12), 6582(2022).</li>
<li>Jiang, J. -H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antibiotic+resistance+and+host+immune+evasion+in+staphylococcus+aureus+mediated+by+a+metabolic+adaptation%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Antibiotic resistance and host immune evasion in staphylococcus aureus mediated by a metabolic adaptation.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 116 (9), 3722-3727 (2019).</li>
<li>Lee, H. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+lateral+flow+assay+for+nucleic+acid+detection+based+on+rolling+circle+amplification+using+capture+ligand-modified+oligonucleotides%5BTitle%5D)+AND+%22BioChip+J%22%5BJournal%5D)">A lateral flow assay for nucleic acid detection based on rolling circle amplification using capture ligand-modified oligonucleotides.</a> BioChip J. 16 (4), 441-450 (2022).</li>
<li>Craft, K. M., Nguyen, J. M., Berg, L. J., Townsend, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methicillin-resistant+staphylococcus+aureus+%28MRSA%29%3A+Antibiotic-resistance+and+the+biofilm+phenotype%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Chem+Comm%22%5BJournal%5D)">Methicillin-resistant staphylococcus aureus (MRSA): Antibiotic-resistance and the biofilm phenotype.</a> Med Chem Comm. 10 (8), 1231-1241 (2019).</li>
<li>Tieu, M. -V., Pham, D. T., Le, H. T. N., Hoang, T. X., Cho, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+and+ultrasensitive+detection+of+Staphylococcus+aureus+using+a+gold-interdigitated+single-wave-shaped+electrode+%28AU-ISWE%29+electrochemical+biosensor%5BTitle%5D)+AND+%22BioChip+J%22%5BJournal%5D)">Rapid and ultrasensitive detection of Staphylococcus aureus using a gold-interdigitated single-wave-shaped electrode (AU-ISWE) electrochemical biosensor.</a> BioChip J. 17, 1-10 (2023).</li>
<li>Turner, N. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methicillin-resistant+Staphylococcus+aureus%3A+An+overview+of+basic+and+clinical+research%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Microbiol%22%5BJournal%5D)">Methicillin-resistant Staphylococcus aureus: An overview of basic and clinical research.</a> Nat Rev Microbiol. 17 (4), 203-218 (2019).</li>
<li>Tuon, F. F., Dantas, L. R., Suss, P. H., Tasca Ribeiro, V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pathogenesis+of+the+Pseudomonas+aeruginosa+biofilm%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Pathogens%22%5BJournal%5D)">Pathogenesis of the Pseudomonas aeruginosa biofilm: A review.</a> Pathogens. 11 (3), 300(2022).</li>
<li>Sarabhai, S., Sharma, P., Capalash, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ellagic+acid+derivatives+from+terminalia+chebula+retz.+Downregulate+the+expression+of+quorum+sensing+genes+to+attenuate+pseudomonas+aeruginosa+pao1+virulence%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Ellagic acid derivatives from terminalia chebula retz. Downregulate the expression of quorum sensing genes to attenuate pseudomonas aeruginosa pao1 virulence.</a> PLoS One. 8 (1), e53441(2013).</li>
<li>Dizaj, S. M., Lotfipour, F., Barzegar-Jalali, M., Zarrintan, M. H., Adibkia, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antimicrobial+activity+of+the+metals+and+metal+oxide+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Mat+Sci+Eng%3A+C%22%5BJournal%5D)">Antimicrobial activity of the metals and metal oxide nanoparticles.</a> Mat Sci Eng: C. 44, 278-284 (2014).</li>
<li>Ribeiro, A. I., Dias, A. M., Zille, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synergistic+effects+between+metal+nanoparticles+and+commercial+antimicrobial+agents%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+App+Nano+Mater%22%5BJournal%5D)">Synergistic effects between metal nanoparticles and commercial antimicrobial agents: A review.</a> ACS App Nano Mater. 5 (3), 3030-3064 (2022).</li>
<li>Newman, M. D., Stotland, M., Ellis, J. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+safety+of+nanosized+particles+in+titanium+dioxide-and+zinc+oxide-based+sunscreens%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Acad+Dermatol%22%5BJournal%5D)">The safety of nanosized particles in titanium dioxide-and zinc oxide-based sunscreens.</a> J Am Acad Dermatol. 61 (4), 685-692 (2009).</li>
<li>Sivakumar, P., Lee, M., Kim, Y. -S., Shim, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photo-triggered+antibacterial+and+anticancer+activities+of+zinc+oxide+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Chem+B%22%5BJournal%5D)">Photo-triggered antibacterial and anticancer activities of zinc oxide nanoparticles.</a> J Mater Chem B. 6 (30), 4852-4871 (2018).</li>
<li>Kołodziejczak-Radzimska, A., Jesionowski, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zinc+oxide-from+synthesis+to+application%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Materials%22%5BJournal%5D)">Zinc oxide-from synthesis to application: A review.</a> Materials. 7 (4), 2833-2881 (2014).</li>
<li>Raoufi, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+and+microstructural+properties+of+ZnO+nanoparticles+prepared+by+precipitation+method%5BTitle%5D)+AND+%22Renew+Energy%22%5BJournal%5D)">Synthesis and microstructural properties of ZnO nanoparticles prepared by precipitation method.</a> Renew Energy. 50, 932-937 (2013).</li>
<li>Wang, Y. -X., Sun, J., Fan, X., Yu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+CTAB-assisted+hydrothermal+and+solvothermal+synthesis+of+ZnO+nanopowders%5BTitle%5D)+AND+%22Ceram+Int%22%5BJournal%5D)">A CTAB-assisted hydrothermal and solvothermal synthesis of ZnO nanopowders.</a> Ceram Int. 37 (8), 3431-3436 (2011).</li>
<li>Balouiri, M., Sadiki, M., Ibnsouda, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Methods+for+in+vitro+evaluating+antimicrobial+activity%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22J+Pharm+Anal%22%5BJournal%5D)">Methods for in vitro evaluating antimicrobial activity: A review.</a> J Pharm Anal. 6 (2), 71-79 (2016).</li>
<li>Clogston, J. D., Patri, A. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zeta+potential+measurement.+Characterization+of+nanoparticles+intended+for+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Zeta potential measurement. Characterization of nanoparticles intended for drug delivery.</a> Methods Mol Biol. McNeil, S. , 63-70 (2011).</li>
<li>Abdelbaky, A. S., Mohamed, A. M., Sharaky, M., Mohamed, N. A., Diab, Y. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Green+approach+for+the+synthesis+of+ZnO+nanoparticles+using+Cymbopogon+citratus+aqueous+leaf+extract%3A+Characterization+and+evaluation+of+their+biological+activities%5BTitle%5D)+AND+%22Chem+Biol+Technol+Agric%22%5BJournal%5D)">Green approach for the synthesis of ZnO nanoparticles using Cymbopogon citratus aqueous leaf extract: Characterization and evaluation of their biological activities.</a> Chem Biol Technol Agric. 10 (1), 63(2023).</li>
<li>Ankamwar, B. G., Kamble, V. B., Annsi, J. I., Sarma, L. S., Mahajan, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solar+photocatalytic+degradation+of+methylene+blue+by+ZnO+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nanosci+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Solar photocatalytic degradation of methylene blue by ZnO nanoparticles.</a> J Nanosci Nanotechnol. 17 (2), 1185-1192 (2017).</li>
<li>Babayevska, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Zno+size+and+shape+effect+on+antibacterial+activity+and+cytotoxicity+profile%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Rep%22%5BJournal%5D)">Zno size and shape effect on antibacterial activity and cytotoxicity profile.</a> Scientific Rep. 12 (1), 8148(2022).</li>
<li>Hamidian, K., Sarani, M., Behjati, S., Mahjoub, M., Zafarnia, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cytotoxic+performance+of+synthesized+mn-doped+ZnO+nanorods+in+mcf-7+cells%5BTitle%5D)+AND+%22ChemistrySelect%22%5BJournal%5D)">Cytotoxic performance of synthesized mn-doped ZnO nanorods in mcf-7 cells.</a> ChemistrySelect. 8 (19), e202300292(2023).</li>
<li>Gharpure, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-antibacterial+and+antibacterial+ZnO+nanoparticles+composed+of+different+surfactants%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nanosci+Nanotechnol%22%5BJournal%5D)">Non-antibacterial and antibacterial ZnO nanoparticles composed of different surfactants.</a> J Nanosci Nanotechnol. 21 (12), 5945-5959 (2021).</li>
<li>Dhoke, S. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+nano-ZnO+by+chemical+method+and+its+characterization%5BTitle%5D)+AND+%22Results+Chem%22%5BJournal%5D)">Synthesis of nano-ZnO by chemical method and its characterization.</a> Results Chem. 5, 100771(2023).</li>
<li>Choi, K. -C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modifying+hydrogen+bonding+interaction+in+solvent+and+dispersion+of+ZnO+nanoparticles%3A+Impact+on+the+photovoltaic+performance+of+inverted+organic+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22RSC+Adv%22%5BJournal%5D)">Modifying hydrogen bonding interaction in solvent and dispersion of ZnO nanoparticles: Impact on the photovoltaic performance of inverted organic solar cells.</a> RSC Adv. 4 (14), 7160-7166 (2014).</li>
<li>Lee, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+colloidal+stability+ZnO+nanoparticles+independent+on+solvent+polarity+and+their+application+in+polymer+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Rep%22%5BJournal%5D)">High colloidal stability ZnO nanoparticles independent on solvent polarity and their application in polymer solar cells.</a> Scientific Rep. 10 (1), 18055(2020).</li>
<li>Cozzoli, P. D., Kornowski, A., Weller, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colloidal+synthesis+of+organic-capped+ZnO+nanocrystals+via+a+sequential+reduction-oxidation+reaction%5BTitle%5D)+AND+%22J+Phy+Chem+B%22%5BJournal%5D)">Colloidal synthesis of organic-capped ZnO nanocrystals via a sequential reduction-oxidation reaction.</a> J Phy Chem B. 109 (7), 2638-2644 (2005).</li>
<li>Roh, S., Jang, Y., Yoo, J., Seong, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+modification+strategies+for+biomedical+applications%3A+Enhancing+cell-biomaterial+interfaces+and+biochip+performances%5BTitle%5D)+AND+%22BioChip+J%22%5BJournal%5D)">Surface modification strategies for biomedical applications: Enhancing cell-biomaterial interfaces and biochip performances.</a> BioChip J. 17, 1-18 (2023).</li>
<li>Chen, D., Jiao, X., Cheng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+synthesis+of+zinc+oxide+powders+with+different+morphologies%5BTitle%5D)+AND+%22Solid+State+Commun%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal synthesis of zinc oxide powders with different morphologies.</a> Solid State Commun. 113 (6), 363-366 (1999).</li>
<li>Hu, X. -L., Zhu, Y. -J., Wang, S. -W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sonochemical+and+microwave-assisted+synthesis+of+linked+single-crystalline+ZnO+rods%5BTitle%5D)+AND+%22Mater+Chem+Phys%22%5BJournal%5D)">Sonochemical and microwave-assisted synthesis of linked single-crystalline ZnO rods.</a> Mater Chem Phys. 88 (2-3), 421-426 (2004).</li>
<li>Ahamad Khan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phytogenically+synthesized+zinc+oxide+nanoparticles+%28ZnO-NPs%29+potentially+inhibit+the+bacterial+pathogens%3A+In+vitro+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Toxics%22%5BJournal%5D)">Phytogenically synthesized zinc oxide nanoparticles (ZnO-NPs) potentially inhibit the bacterial pathogens: In vitro studies.</a> Toxics. 11 (5), 452(2023).</li>
<li>Xie, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+ZnO+nanomaterial-mediated+biological+applications+and+action+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomaterials%22%5BJournal%5D)">Recent advances in ZnO nanomaterial-mediated biological applications and action mechanisms.</a> Nanomaterials. 13 (9), 1500(2023).</li>
<li>Chawla, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+on+ZnO-based+targeted+drug+delivery+system%5BTitle%5D)+AND+%22Lett+Drug+Des+Discov%22%5BJournal%5D)">A review on ZnO-based targeted drug delivery system.</a> Lett Drug Des Discov. 21 (3), 397-420 (2024).</li>
<li>Alavi, M., Nokhodchi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+overview+on+antimicrobial+and+wound+healing+properties+of+ZnO+nanobiofilms%2C+hydrogels%2C+and+bionanocomposites+based+on+cellulose%2C+chitosan%2C+and+alginate+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Carbohydr+Polym%22%5BJournal%5D)">An overview on antimicrobial and wound healing properties of ZnO nanobiofilms, hydrogels, and bionanocomposites based on cellulose, chitosan, and alginate polymers.</a> Carbohydr Polym. 227, 115349(2020).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>DLS</td><td>Zetasizer Pro</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Alcohol etílico, absoluto</td><td>DAEJUNG</td><td>4023-2304</td><td></td></tr><tr><td>Lector de microplacas&nbsp;</td><td>Hidróxido de sodio BioTeck</td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td>Sigma-Aldrich</td><td>221465</td><td></td></tr><tr><td>TEM</td><td>JEOL JEM-F200</td><td></td><td></td></tr><tr><td>TSA</td><td>DB difco</td><td>236950</td><td></td></tr><tr><td>TSB</td><td>DB difco</td><td>211825</td><td></td></tr><tr><td>XRD</td><td>NUEVO D8-Advance</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Acetato de zinc</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>383317</td><td></td></tr></tbody></table>

preparación de nanopartículas de óxido de zinc y evaluación de sus efectos antibacterianos

Preparation of Zinc Oxide Nanoparticles and the Evaluation of their Antibacterial Effects

La síntesis exitosa de NPs de ZnO se confirmó utilizando microscopía electrónica de transmisión (TEM), como se muestra en la Figura 1A. Se observó que las NPs de ZnO obtenidas tenían forma redonda, con un tamaño de partícula promedio de 35,35 nm y una desviación estándar de 6,81 nm. La precipitación de estas nanopartículas se observó a través de una reacción de doble desplazamiento mediante la adición de una solución de NaOH al acetato de zinc, donde los iones Zn2+ se sometieron a hidrólisis.
Utilizando dispersión dinámica de luz (DLS), se determinó que el tamaño promedio y el potencial zeta de las nanopartículas sintetizadas eran de 130,4 nm y 28,92 mV, respectivamente, como se muestra en la Figura 1B. La discrepancia en el tamaño de las NPs de ZnO medidas mediante DLS en comparación con la obtenida a partir de la imagen TEM se atribuyó a la agregación de nanopartículas desnudas. El potencial zeta positivo confirmó indirectamente la adquisición de NPs de ZnO, que pueden interactuar electrostáticamente con las superficies celulares bacterianas, causando potencialmente daños físicos. La magnitud del potencial zeta indica la estabilidad potencial de un sistema coloidal. Cuando todas las partículas en una suspensión tienen grandes potenciales zeta positivos o negativos, existe una tendencia a que se repelan entre sí, evitando la agregación. Las partículas con potenciales zeta superiores a +30 mV o inferiores a -30 mV se consideran generalmente estables. Las NPs de ZnO sintetizadas exhibieron un potencial zeta de +28.92 mV, lo que indica una relativa estabilidad en el agua20.
Los espectros de absorción de las NPs de ZnO se examinaron utilizando un lector de microplacas, revelando un pico de absorción específico para ZnO a 360 nm (Figura 1C). El precursor acetato de zinc no tiene un pico único, mientras que se sabe que las NP de ZnO tienen un pico único a 360-370 nm. La síntesis fue confirmada por la presencia del pico único de 360 nm en las NPs de ZnOsintetizadas 21. Estas características específicas de absorción de rayos UV confirmaron la síntesis directa de NPs de ZnO. Además, el análisis de difracción de rayos X (DRX) (Figura 1D) reveló picos cristalinos distintos que son característicos del ZnO. Cuando se comparó con la estructura representativa de wurtzita de las NPs de ZnO (JCPDS No. 36-1415), se observó que todos los planos (1, 0, 0), (0, 0, 2), (1, 0, 1), (1, 0, 2), (1, 1, 0), (1, 0, 3), (2, 0, 0), (1, 1, 2) y (2, 0, 1) estaban alineados22.
La eficacia antimicrobiana de las NPs de ZnO sintetizadas se evaluó mediante una prueba de dilución de microcaldo frente a muestras clínicas de P. aeruginosa y SARM obtenidas en el Hospital Universitario Chung-Ang de Seúl, Corea del Sur. Se capturaron imágenes de cultivos bacterianos para su análisis. Para evaluar visualmente la eficacia antimicrobiana de las nanopartículas utilizando el mismo factor de dilución, se utilizaron placas extendidas con solución bacteriana sin diluir (Figura 2A,B). Se emplearon placas extendidas con la solución original para determinar la concentración bactericida mínima potencial. Dado que se observaron colonias bacterianas incluso en la concentración más alta para ambas cepas, no se logró un efecto bactericida completo. Las concentraciones bacterianas en cada grupo se calcularon utilizando factores de dilución contables. Al comparar las tasas de supervivencia de cada grupo de tratamiento con el grupo de control negativo, los efectos antimicrobianos de las NP de ZnO fueron evidentes tanto en las cepas de P. aeruginosa como en las de SARM. Teniendo en cuenta el rango de citotoxicidad investigado de las NPs de ZnO, se probaron diferentes concentraciones de ZnO, comenzando desde la concentración más alta conocida para inducir toxicidad, que es de 1000 μg/mL, hasta el rango no tóxico de 62,5 μg/mL, a través de la dilución seriada23,24. En el caso de P. aeruginosa, la actividad antimicrobiana de las NPs de ZnO se incrementó de manera dependiente de la concentración (Figura 2A). Sin embargo, no se evidenció una disminución visible en el número de colonias bacterianas de P. aeruginosa desde el inicio del cultivo bacteriano sin diluir (100).
Por el contrario, las NP de ZnO mostraron una alta actividad antimicrobiana contra la bacteria grampositiva MRSA, con una disminución notable de las unidades formadoras de colonias bacterianas (UFC), como se confirma al comparar las imágenes de los cultivos bacterianos diluidos con la del cultivo bacteriano sin diluir inicial (100). Este resultado confirmó que las NPs de ZnO sintetizadas mostraron actividad antimicrobiana contra ambas cepas bacterianas, mostrando particularmente una mayor eficacia contra lacepa de SARM.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66725/66725fig01.jpg"> Figura 1: Caracterización de nanopartículas de óxido de zinc. (A) Imágenes de microscopía electrónica de transmisión de NPs de ZnO bajo diferentes aumentos. (B) Tamaño (izquierda) y distribución de potencial zeta (derecha) mediante análisis DLS. (C) Espectro de absorbancia de NPs de ZnO utilizando un lector de microplacas. (D) Análisis XRD de NPs de ZnO y sus picos cristalinos. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66725/66725fig01large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66725/66725fig02.jpg"> Figura 2: Propiedades antibacterianas de las NPs de ZnO probadas en cepas bacterianas de 5 x 105 UFC/mL. (A) Prueba antibacteriana contra la cepa de P. aeruginosa . (B) Prueba antibacteriana contra la cepa MRSA . N = control negativo (DPBS), P = control positivo (A/A). Los asteriscos denotan la diferencia estadísticamente significativa en comparación con los controles, ****p ≤ 0,0001. Los datos se presentan como media ± DE de tres experimentos independientes realizados por triplicado. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66725/66725fig02large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>

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