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Um novo método ecologicamente correto produz nanopontos de óxido de cério com atividade antioxidante, antimicrobiana e anticancerígena através do uso de amido desramificado derivado de Cúrcuma longa.
Estudar: Síntese assistida por amido desramificado de Curcuma longa de nanopartículas de óxido de cério e suas atividades antioxidante, anticancerígena, antimicrobiana e anti-biofilme. Crédito da imagem: ultramansk/Shutterstock.com
A obra, publicada em Relatórios Científicosdemonstra como os materiais à base de plantas podem ser aproveitados para criar nanomateriais altamente funcionais e, ao mesmo tempo, reduzir a dependência de produtos químicos agressivos e processos que consomem muita energia.
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Nanopartículas são cada vez mais utilizados em medicina, catálise e aplicações ambientais, mas muitos métodos convencionais de síntese dependem de altas temperaturas, solventes tóxicos e etapas de processamento complexas.
As abordagens de síntese verde visam reduzir essas desvantagens usando materiais biodegradáveis e renováveis que podem atuar como agentes redutores e estabilizantes.
Nanopartículas de óxido de cério (CeO2NPs), também conhecidas como nanoceria, são de specific interesse porque sua atividade biológica depende fortemente do tamanho das partículas, da química da superfície e do estado de oxidação.
Estudos anteriores mostraram que a nanoceria sintetizada em verde pode exibir toxicidade seletiva para as células cancerígenas, ao mesmo tempo que poupa as células saudáveis, motivando esforços para desenvolver rotas de produção mais seguras e controláveis.
O primeiro uso de desramificado Cúrcuma longa Amido
Neste estudo, os pesquisadores relatam pela primeira vez o uso de Cúrcuma longa amido para sintetizar nanopontos de óxido de cério através de uma abordagem verde baseada em sol-gel. O amido desramificado desempenha múltiplas funções: reduz os íons de cério, estabiliza o crescimento das nanopartículas e evita a agregação durante a síntese.
Esta estratégia produziu nanopontos esféricos de óxido de cério bem dispersos com uma distribuição de tamanho estreita de 2-4 nm, dimensões que são difíceis de alcançar de forma consistente usando rotas químicas tradicionais.
Caracterização cuidadosa dos Nanodots
Os pesquisadores usaram um conjunto abrangente de técnicas analíticas para confirmar a formação e estrutura das nanopartículas. A espectroscopia UV/Vis revelou características de absorção características associadas às nanoestruturas de óxido de cério, relatadas entre 315 nm e aproximadamente 350 nm em diferentes seções do estudo.
A espectroscopia infravermelha por transformada de Fourier (FTIR) identificou interações químicas entre o óxido de cério e grupos funcionais derivados de amido, enquanto a difração de raios X (XRD) confirmou a estrutura cristalina e cúbica de fluorita do CeO2.
A microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM) e a microscopia eletrônica de varredura (SEM) mostraram nanopontos uniformemente esféricos na faixa de 2-4 nm. Espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS) demonstrou a coexistência de Ce3+ e Ce4+ estados de oxidação, juntamente com vagas de oxigênio, características conhecidas por impulsionar a atividade redox da nanoceria.
Testes biológicos mostraram que os nanopontos de óxido de cério possuem forte atividade antioxidante. Em ensaios padrão de eliminação de radicais, as nanopartículas exibiram IC50 valores de 3,2 ± 0,23 µg/mL para DPPH e 3,66 ± 0,18 µg/mL para ABTS, superando as referências antioxidantes comuns.
Esta atividade está ligada à ciclagem reversível entre Ce3+ e Ce4+ íons na superfície das nanopartículas. Os autores enfatizam que esse comportamento redox depende do contexto: as nanopartículas de óxido de cério podem atuar como antioxidantes ou pró-oxidantes dependendo do ambiente, da concentração e do alvo biológico.
Efeitos antibacterianos e anti-biofilme
Os nanopontos também demonstraram atividade antibacteriana contra uma série de patógenos clinicamente relevantes, incluindo Corynebacterium diphtheriae, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniaee Salmonela tifo.
Mais notavelmente, a atividade anti-biofilme foi observada principalmente contra E. coli e C. difteriaorganismos conhecidos por formar biofilmes persistentes que resistem aos antibióticos convencionais. A microscopia e a análise mecanicista sugerem que a geração de espécies reativas de oxigênio e a ruptura da membrana desempenham papéis importantes nesse efeito.
Para explorar o potencial anticâncer, os pesquisadores avaliaram a citotoxicidade contra células do carcinoma hepatocelular humano HepG2 usando o ensaio MTT. Os nanopontos de óxido de cério mostraram uma clara resposta dependente da dose, com um IC50 de 178 ± 14 µg/mL.
O mecanismo proposto envolve modulação do estresse oxidativo, disfunção mitocondrial e ativação de vias apoptóticas. Embora estudos anteriores sugiram que a nanoceria pode afetar preferencialmente as células cancerosas em relação às células normais, os autores observam que esta seletividade não foi testada diretamente aqui.
Incentivando sinais de segurança com limites claros
Além da eficácia, o estudo também examinou a hemocompatibilidade. Ensaios de hemólise de glóbulos vermelhos mostraram que os nanopontos reduziram os danos à membrana causados por agentes disruptivos, indicando compatibilidade sanguínea favorável.
No entanto, os autores têm o cuidado de salientar que todas as descobertas são baseadas em experiências in vitro. Mais estudos mecanísticos, testes in vivo e avaliações de segurança a longo prazo serão necessários antes que aplicações biomédicas ou clínicas possam ser consideradas.
Combinando a química do amido derivado de plantas com óxido de cério nanotecnologiao trabalho destaca um caminho viável para uma síntese mais sustentável de nanopartículas sem sacrificar a funcionalidade. Os resultados reforçam a ideia de que métodos de síntese verde podem produzir nanomateriais com controle preciso de tamanho, rica química de superfície e ampla atividade biológica.
O estudo oferece uma nova estratégia de síntese e um lembrete de que a sustentabilidade e o desempenho não precisam de estar em conflito.
Referência do diário
Sana SS e outros. (2026). Cúrcuma longa síntese assistida por amido desramificado de nanopartículas de óxido de cério e suas atividades antioxidante, anticancerígena, antimicrobiana e anti-biofilme. Relatórios Científicos (2026). DOI: 10.1038/s41598-026-35249-3, https://www.nature.com/articles/s41598-026-35249-3