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https://tede.unioeste.br/handle/tede/8294| Tipo do documento: | Dissertação |
| Title: | Obtenção, caracterização e aplicação de material a base de zinco via síntese verde utilizando extratos de Pfaffia glomerata |
| Other Titles: | Obtaining, characterization, and application of zinc-based material via green synthesis using extracts of Pfaffia glomerata |
| Autor: | Panatto, Melissa Longen ![]() |
| Primeiro orientador: | Santana, Veronice Slusarski |
| Primeiro coorientador: | Fiorese, Monica Lady |
| Segundo coorientador: | Maestre, Keiti Lopes |
| Primeiro membro da banca: | Cordeiro, Patricia Hissae Yassue |
| Segundo membro da banca: | Ferrari, Leila Denise Fiorentin |
| Resumo: | Na síntese verde de materiais à base de zinco, podem ser utilizados extratos de diferentes tipos de plantas ou de partes distintas de uma mesma planta, como folhas, flores, frutos, caules e raízes, obtidos por métodos de extração convencionais e não convencionais. Esses materiais apresentam ampla gama de aplicações, incluindo curativos, medicamentos, cosméticos, nanofibras e membranas poliméricas, devido às suas atividades antimicrobianas e antioxidantes, ausência de solventes tóxicos e menor tempo de processamento. O objetivo deste trabalho foi sintetizar e caracterizar material à base de zinco a partir de extrato aquoso das partes aéreas da Pfaffia glomerata e aplicar esse material na funcionalização de nanofibras poliméricas (PVA), avaliando suas atividades antimicrobiana e antitumoral. Para a preparação dos extratos, amostras sólidas (folhas, flores e caule) foram misturadas com água (1:20 m/v) e submetidas à extração assistida por ultrassom (EAU) e extração assistida por micro-ondas (EAM) por 5 min e à extração convencional (EC) por 60 min, à 40°C e 60°C. A síntese do material à base de zinco foi realizada com proporção de 2:1 (v/v) de extrato e nitrato de zinco (0,3 mol/L) a 70°C por 3 h, seguida de secagem a 70°C por 24 h e calcinação a 500°C por 4 h. Os extratos das folhas dos lotes 1 e 2 (F1 e F2) obtidos via EAU a 40°C apresentaram maior quantidade de compostos fenólicos (F1 = 594,514 µgEAG/mLextrato e F2 = 552,546 µgEAG/mLextrato) e maior atividade antioxidante (F1 = 0,798 µmolTrolox/mLextrato e F2 = 0,982 µmolTrolox/mLextrato) em comparação aos demais extratos. O rendimento foi maior com extratos das folhas (F1 = 0,607–1,168 mgmaterial/mLnitrato e F2 = 0,481–0,889 mgmaterial/mLnitrato) comparado aos das flores e caule. O material obtido na melhor condição (U40AF1-SZ-E1) apresentou-se como hidróxido de nitrato de zinco hidratado com estrutura monoclínica, quando este material foi calcinado (U40AF1-C-E1), ele mostrou picos mais definidos, confirmando a fase cristalina (71%) de ZnO hexagonal. A morfologia do material U40AF-C-E1 revelou aglomerados esféricos irregulares, com tamanho médio de 0,82 ± 0,33 µm (3,68k×) e 0,92 ± 0,32 µm (4,38k×). A atividade antimicrobiana dos materiais U40AF1-SZ-E1 e U40AF1-C-E1 contra E. coli e S. aureus foi melhor no material calcinado. As micro/nanopartículas foram então incorporadas a nanofibras de PVA pelo método de eletrofiação, resultando em três nanofibras: PVA pura (N-BR), PVA funcionalizada com ZnO obtido por síntese química (N-SQ), a qual foi realizada por Costa (2018), e PVA funcionalizada com U40AF-C-E1 (N-SV). Em comparação às N-BR e N-SQ, a N-SV apresentou maior ductilidade e flexibilidade, nanofibras contínuas (0,18 ± 0,05 µm) com nanopartículas visíveis, melhor desempenho antimicrobiano contra E. coli e S. aureus, boa biocompatibilidade em células NIH3T3 e efeito citotóxico em células HepG2, indicando potencial antitumoral. Estes resultados evidenciaram o potencial dos extratos das folhas de Pfaffia glomerata como agentes redutores na síntese verde de materiais à base de zinco, integrando-os à funcionalização de nanofibras poliméricas, as quais demonstraram atividade bacteriostática contra patógenos e efeito citotóxico em células tumorais. Portanto, a principal contribuição deste estudo foi demonstrar ser possível produzir micro/nanopartículas e nanofibras funcionalizadas com propriedades biológicas e potencial biomédico, utilizando técnicas de extração não convencionais e sem a presença de solventes tóxicos pelo uso de extrato de folhas de Pfaffia glomerata. |
| Abstract: | In the green synthesis of zinc-based materials, extracts from different plant types or from distinct parts of the same plant—such as leaves, flowers, fruits, stems, and roots—can be used, obtained through conventional and non-conventional extraction methods. These materials have a wide range of applications, including wound dressings, pharmaceuticals, cosmetics, nanofibers, and polymeric membranes, due to their antimicrobial and antioxidant activities, absence of toxic solvents, and reduced processing time. The aim of this study was to synthesize and characterize a zinc-based material using aqueous extract from the aerial parts of Pfaffia glomerata and to apply this material in the functionalization of polymeric nanofibers (PVA), evaluating their antimicrobial and antitumoral activities. For extract preparation, solid samples (leaves, flowers, and stem) were mixed with water (1:20 m/v) and subjected to ultrasound-assisted extraction (UAE) and microwave-assisted extraction (MAE) for 5 min, and to conventional extraction (CE) for 60 min, at 40°C and 60°C. The synthesis of the zinc-based material was carried out using a 2:1 (v/v) ratio of extract to zinc nitrate (0.3 mol/L) at 70°C for 3 h, followed by drying at 70°C for 24 h and calcination at 500°C for 4 h. The leaf extracts from batches 1 and 2 (F1 and F2) obtained via UAE at 40°C presented the highest phenolic compound content (F1 = 594.514 µgGAE/mL_extract; F2 = 552.546 µgGAE/mL_extract) and the highest antioxidant activity (F1 = 0.798 µmolTrolox/mL_extract; F2 = 0.982 µmolTrolox/mL_extract) compared to the other extracts. The synthesis yield was higher for the leaf extracts (F1 = 0.607–1.168 mg_material/mL_nitrate; F2 = 0.481–0.889 mg_material/mL_nitrate) compared to flowers and stems. The material obtained under the best condition (U40AF1-SZ-E1) was identified as hydrated zinc nitrate hydroxide with a monoclinic structure. After calcination (U40AF1-C-E1), the XRD pattern showed sharper diffraction peaks, confirming a crystalline hexagonal ZnO phase (71%). The morphology of U40AF-C-E1 revealed irregular spherical agglomerates, with an average size of 0.82 ± 0.33 µm (3.68k×) and 0.92 ± 0.32 µm (4.38k×). The antimicrobial activity of U40AF1-SZ-E1 and U40AF1-C-E1 against E. coli and S. aureus was greater for the calcined material. The micro/nanoparticles were then incorporated into PVA nanofibers via electrospinning, resulting in three nanofiber types: pure PVA (N-BR), PVA functionalized with chemically synthesized ZnO (N-SQ), previously prepared by Costa (2018), and PVA functionalized with U40AF-C-E1 (N-SV). Compared to N-BR and N-SQ, N-SV exhibited greater ductility and flexibility, continuous nanofibers (0.18 ± 0.05 µm) with visible nanoparticles, improved antimicrobial performance against E. coli and S. aureus, good biocompatibility in NIH3T3 cells, and cytotoxic effects against HepG2 cells, indicating antitumoral potential. These findings highlight the potential of Pfaffia glomerata leaf extracts as reducing agents in the green synthesis of zinc-based materials, enabling their integration into functionalized polymeric nanofibers, which demonstrated bacteriostatic activity against pathogens and cytotoxic effects in tumor cells. Therefore, the main contribution of this study was to demonstrate the feasibility of producing micro/nanoparticles and functionalized nanofibers with biological properties and biomedical potential using non-conventional extraction techniques and without toxic solvents, through the use of Pfaffia glomerata leaf extract. |
| Keywords: | Extração não convencional ZnO Síntese verde Antitumoral Nanofibras Unconventional extraction Green synthesis Antitumoral Nanofibers |
| CNPq areas: | ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Estadual do Oeste do Paraná |
| Sigla da instituição: | UNIOESTE |
| Departamento: | Centro de Engenharias e Ciências Exatas |
| Program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química |
| Campun: | Toledo |
| Citation: | PANATTO, Melissa Longen. Obtenção, caracterização e aplicação de material a base de zinco via síntese verde utilizando extratos de Pfaffia glomerata. 2025. 232 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Toledo, 2025. |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| Endereço da licença: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| URI: | https://tede.unioeste.br/handle/tede/8294 |
| Issue Date: | 2-Sep-2025 |
| Appears in Collections: | Mestrado em Engenharia Química (TOL) |
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