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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3731| Nanoestructuras de óxido de cobre (CuO) biofuncionalizadas con anticuerpos para una actividad antibacteriana dirigida a Gram positivas o Gram negativas Copper oxide (CuO) nanostructures biofunctionalized with antibodies for Gram-positive or Gram-negative targeted antibacterial activity | |
| Jorge Alejandro Ontiveros Robles | |
| ANDREY SIMAKOV FRANCISCA VILLANUEVA FLORES | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Nanoestructuras de óxido de cobre, nanopartículas de óxido de cobre, nanoesferas de óxido de cobre, actividad antibacteriana Copper oxide nanostructures, copper oxide nanoparticles, copper oxide nanospheres, antibacterial activity | |
| Recientemente se ha propuesto el uso de nanopartículas de óxidos metálicos como una alternativa para combatir la resistencia bacteriana a los antibióticos (RA). En la presente investigación se evalúa la actividad antibacteriana de nanopartículas de óxido cobre (CuONP) y nanoesferas de óxido de cobre (@CuONE) frente a bacterias Bacillus subtilis (Gram positivas) y Escherichia coli (Gram negativas). El incremento en su eficacia como agente bactericida al funcionalizarlas con anticuerpos bioespecíficos fue asimismo analizado. Las @CuONE se sintetizaron por la técnica de rocío pirolítico, mientras que las CuONP se obtuvieron comercialmente. El patrón de difracción de rayos X (DRX) tanto para las @CuONE como para las CuONP mostró la presencia de los planos (002) y (111) correspondientes al CuO con fase cristalina monoclínica. Mediante microscopía electrónica de transmisión (TEM) se confirmó la morfología esférica hueca de las @CuONE, con un diámetro promedio de 133 ±54 nm, que es ligeramente superior al de las CuONP de 123 ±68 nm. Los ensayos por dispersión dinámica de luz (DLS) arrojaron que, en solución el diámetro hidrodinámico promedio de las @CuONE fue de 197 ±85 nm, con un potencial zeta de -18 ±3.5 mV; mientras que para las CuONP se obtuvieron valores de 242 ±96 nm y -12 ±4,0 mV, respectivamente. Por otro lado, las CuONP exhibieron una concentración mínima inhibitoria (MIC) para E. coli de 1.25 mg/mL y para B. subtilis de 2.30 mg/mL. A su vez, las @CuONE mostraron una actividad antibacteriana con MIC para E. coli y B. subtilis de 800 µg/mL. Mediante citometría de flujo se evaluó el efecto de nuestros nanomateriales en cultivos mixtos de E. coli y B. subtilis. Nuestros datos mostraron que las CuONP funcionalizadas con anticuerpos específicos para Gram negativa disminuyeron la viabilidad bacteriana en un 35% y 16% para E. coli y B. subtilis, respectivamente. En general, nuestros resultados demostraron que las @CuONE tienen un efecto antibacteriano mayor que las CuONP y la selectividad mejora significativamente al biofuncionalizarlas con anticuerpos específicos. Por lo tanto, estos sistemas poseen una alta eficiencia y potencial para combatir bacterias patógenas, pudiendo ser aplicados, por ejemplo, en la industria alimentaria. Metal oxide nanoparticles have recently been proposed as an alternative to combat bacterial antibiotic resistance (AR). In this research, the antibacterial activity of copper oxide nanoparticles (CuONP) and copper oxide nanospheres (@CuONE) against Bacillus subtilis (Gram-positive) and Escherichia coli (Gram-negative) bacteria was evaluated. The increase in their efficacy as a bactericidal agent by functionalizing them with biospecific antibodies is likewise analyzed. The pyrolytic spray technique was used to synthesize the @CuONE, while in case of CuONP were used commercial ones. The XRD pattern both for the @CuONE and for the CuONP showed the presence of the (002) and (111) planes corresponding to CuO with a monoclinic crystalline phase with comparable crystallinity. Transmission electron microscopy (TEM) confirmed the hollow spherical morphology of @CuONE, with an average external diameter of 133 ±54 nm which is a slightly higher than that for CuONP (123 ±68 nm). In contrast, dynamic light scattering (DLS) assays showed that, in aqueous solution, the mean hydrodynamic diameter of @CuONE was 197 ±85 nm, with a zeta potential of -18 ±3.5 mV, while CuONP was characterized with values of 242 ±96 nm and -12 ±4.0 mV, respectively. CuONP exhibited a minimum inhibitory concentration (MIC) for E. coli of 1.25 mg/mL and B. subtilis of 2.30 mg/mL. The @CuONE showed an antibacterial activity with MIC for E. coli and B. subtilis of 800 µg/mL. The evaluation in mixed cultures showed that CuONP functionalized with Gram-negative specific antibodies decreased the bacterial viability of 35% of E. coli compared to the control, while only 16% for B. subtilis. Therefore, the results show that as @CuONE has a higher antibacterial effect than CuONP, Gram-negative bacteria tended to be more susceptible, and the cytometry data suggest that bioconjugation with antibodies increases and controls the antibacterial activity. Therefore, these systems manifested a high efficiency to combat pathogenic bacteria, and may be applied, for example, in the food industry. | |
| CICESE | |
| 2022 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Ontiveros Robles, J.A. 2022. Nanoestructuras de óxido de cobre (CuO) biofuncionalizadas con anticuerpos para una actividad antibacteriana dirigida a Gram positivas o Gram negativas. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 53 pp. | |
| PROPIEDADES DE LOS MATERIALES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Nanociencias |
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| tesis_Jorge Alejandro Ontiveros Robles_18 julio 2022.pdf | Descripción completa de la tesis | 2.43 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |