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Title:
METHOD FOR PRODUCING ARSENIC SULPHIDE NANOSTRUCTURES FROM A MICROORGANISM AND PRODUCED NANOSTRUCTURES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/100959
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the field of nanotechnology, in particular the production or treatment of nanostructures, and in particular provides arsenic sulphide nanostructures, as well as a process for producing arsenic sulphide nanostructures. The invention provides a process for producing arsenic sulphide nanostructures (As-S) from a microorganism, characterised by comprising the steps of growing a strain of Fusibacter ascotence in appropriate conditions in the presence of a sulphur source and an arsenic source, and recovering arsenic sulphide nanostructures (As-S) from the precipitate obtained from said culture. The invention also provides an arsenic sulphide nanostructure characterised by being a nanocable having a monoclinic crystal structure. The invention further provides an arsenic sulphide nanostructure characterised by being a nanoparticle having a monoclinic crystal structure.

Inventors:
DEMERGASSO SEMENZATO CECILIA (CL)
ESCUDERO GONZÁLEZ LORENA (CL)
SERRANO ANTONIO E (CL)
Application Number:
PCT/CL2016/050066
Publication Date:
June 22, 2017
Filing Date:
December 12, 2016
Export Citation:
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Assignee:
UNIV CATÓLICA DEL NORTE (CL)
International Classes:
C12P3/00
Foreign References:
US20090155876A12009-06-18
US20140272183A12014-09-18
US20140239249A12014-08-28
Other References:
"Fusibacter Ascotence", AMERICAN TYPE CULTURE COLLECTION, 2013, pages 1 - 2, XP055392581, Retrieved from the Internet
NEWMAN ET AL.: "Precipitation of Arsenic Trisulfide by Desulfotomaculum Auripigmentum", APPLIED AND ENVIRONMENTAL MICROBIOLOGY, vol. 63, no. 5, May 1997 (1997-05-01), pages 2022 - 2028, XP055392582, Retrieved from the Internet >
THIRUVENGADATHAN ET AL.: "Synergetic Effect of Ultrasound and Sodium Dodecyl Sulphate in the Formation of CdS Nanostructures in Aqueous Solution", ULTRASONIC SONOCHEMISTRY, vol. 14, no. 3, March 2007 (2007-03-01), pages 398 - 404, XP005788308
Attorney, Agent or Firm:
JARRY IP SPA et al. (CL)
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Claims:
REIVINDICACIONES

Un proceso para obtener nanoestructuras de sulfuro de arsénico (As-S) a partir de un microorganismo, CARACTERIZADO porque comprende las etapas de:

- cultivar en condiciones apropiadas la cepa de Fusibacter ascotence, depositada en la American Type Culture Collection con número de acceso ATCC BAA-2418 en presencia de una fuente de azufre y una fuente de arsénico; y

- recuperar nanoestructuras de sulfuro de arsénico (As-S) a partir del precipitado que se obtiene de dicho cultivo.

El proceso de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque dicha fuente de azufre se selecciona del grupo que consiste de una fuente de azufre orgánica y una fuente de azufre inorgánica.

El proceso de la reivindicación 2, CARACTERIZADO porque dicha fuente de azufre orgánica se selecciona del grupo que consiste de Cisteína, Extracto de Levadura y combinaciones de los mismos y la fuente de azufre inorgánica se selecciona del grupo que consiste de Sulfato de Sodio, Tiosulfato de Sodio y combinaciones de los mismos.

El proceso de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque dicha fuente de arsénico se selecciona del grupo que consiste arseniatos, óxidos de arsénico y combinaciones de los mismos.

El proceso de la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque dichas condiciones apropiadas de cultivo de Fusibacter ascotence ATCC BAA- 2418 son condiciones anaeróbicas, en medio de cultivo Newman a pH entre pH 6 y pH 8, durante 5 a 10 días y a temperatura entre 20°C y 37°C.

6. El proceso de las reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque la recuperación de las nanoestructuras comprende las etapas adicionales de: - centrifugar el precipitado;

- lavar el producto obtenido a partir del centrifugado;

- tratar con ácido dicho producto lavado;

- realizar un segundo lavado del producto tratado con ácido; y

- realizar un segundo centrifugado del producto luego del segundo lavado.

7. El proceso de la reivindicación 6, CARACTERIZADO porque el tratamiento ácido se realiza con ácido clorhídrico.

8. El proceso de la reivindicación 6, CARACTERIZADO porque para obtener nanoestructuras en forma de nanocables, dicho proceso comprende la etapa adicional de desecar el producto obtenido luego del segundo centrifugado a una temperatura mayor a 50°C y por un tiempo mayor a 12 horas.

9. El proceso de la reivindicación 6, CARACTERIZADO porque para obtener nanoestructuras en forma de nanopartículas, dicho proceso comprende la etapa adicional de agitar mediante ultrasonido en presencia de un detergente aniónico el producto obtenido luego del segundo centrifugado.

10. El proceso de la reivindicación 9, CARACTERIZADO porque luego de la etapa de agitación mediante ultrasonido comprende adicionalmente las etapas de:

- filtrar el producto obtenido luego de la agitación mediante ultrasonido;

- realizar una nanofiltración del producto obtenido luego del filtrado;

- centrifugar el producto obtenido luego de la nanofiltración; y

- concentrar el producto obtenido luego de la centrifugación.

1 1 . Una nanoestructura de sulfuro de arsénico, CARACTERIZADA porque es un nanocable o una nanopartícula que poseen estructura cristalina monoclínica, y se obtienen a partir de la cepa Fusibacter ascotence, depositada en la American Type Culture Collection con número de acceso ATCC BAA-2418.

12. La nanoestructura de la reivindicación 1 1 , CARACTERIZADA porque el grosor de dicho nanocable tiene una distribución cuyo promedio es de 171 nm y cuya desviación estándar es de 85,3 nm.

13. La nanoestructura de la reivindicación 1 2, CARACTERIZADA porque dicho nanocable presenta un máximo de absorción en una longitud de onda 450 nm y un ancho de banda prohibida de 2,24 eV.

14. La nanoestructura de la reivindicación 1 1 , CARACTERIZADA porque el diámetro de dicha nanopartícula tiene una distribución cuyo promedio es de 143 nm y cuya desviación estándar es 25,85 nm.

Description:
PROCEDIMIENTO PARA OBTENER NANOESTRUCTURAS DE SULFURO DE ARSÉNICO A PARTIR DE UN MICROORGANISMO Y NANOESTRUCTURAS

OBTENIDAS

CAMPO TÉCNICO La presente invención se relaciona con el campo de la nanotecnología, más específicamente con la fabricación o tratamiento de nanoestructuras, y en particular proporciona nanoestructuras de sulfuro de arsénico, así como un proceso de obtención de nanoestructuras de sulfuro de arsénico.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Dentro del campo de la nanotecnología, ha surgido interés en la obtención de nanoestructuras mediante el uso de microorganismos. En general, se reconoce dentro del estado de la técnica que los métodos que utilizan microorganismos son más eficientes que los métodos químicos o físicos en términos de costo e impacto ambiental.

En el estado de la técnica se han divulgado procesos que utilizan bacterias para obtener nanoestructuras de sulfuro de arsénico (As-S). Por ejemplo, el documento US 2014/239,249 describe un método de fabricación de nanofibras de As-S utilizando la bacteria Shewanella sp. ANA-3. Por otra parte, el documento US 8,012,727 describe un método para fabricar nanotubos de AS2S3 que poseen fotoconductividad utilizando la bacteria Shewanella sp. HN-41 , y en menor medida As-S en forma de tubos.

En el documento US 8,465,721 se describe también un método de fabricación biogénica de nanopartículas y quantum dots. En este caso, las nanopartículas obtenidas son una combinación de un elemento de los grupos 15 o 16 (como el Azufre o el Arsénico) y uno o más metales de los grupos 1 1 , 12, 13 o 14. Para recuperar las nanopartículas o quantum dots desde el medio de cultivo, el documento menciona la posibilidad de acidificar el medio para inducir una floculación celular y luego centrifugar. Los documentos del estado de la técnica, sin embargo, no mencionan la posibilidad de utilizar otras cepas para la obtención biogénica de nanoestructuras de As-S, así como tampoco mencionan la posibilidad de extraer tanto nanocables como nanopartículas a partir de, esencialmente, el mismo proceso.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención provee un proceso para obtener nanoestructuras de sulfuro de arsénico (As-S) a partir de un microorganismo que se caracteriza porque comprende las etapas de cultivar en condiciones apropiadas una bacteria del phylum Firmicutes en presencia de una fuente de azufre y una fuente de arsénico y recuperar nanoestructuras de sulfuro de arsénico (As-S) a partir del precipitado que se obtiene de dicho cultivo.

En una modalidad preferida de la invención dicha bacteria del phylum Firmicutes es la cepa Fusibacter ascotence, depositada en la American Type Culture Collection con número de acceso ATCC BAA-2418.

En otra modalidad preferida el proceso se caracteriza porque la fuente de azufre se selecciona del grupo que consiste de una fuente de azufre orgánica y una fuente de azufre inorgánica. En una modalidad más preferida, el proceso se caracteriza porque dicha fuente de azufre orgánica se selecciona del grupo que consiste de cisteína, extracto de levadura, así como de combinaciones entre los mismos, y la fuente de azufre inorgánica se selecciona del grupo que consiste de sulfato de sodio, tiosulfato de sodio, así como de combinaciones entre los mismos.

En una modalidad preferida, el proceso se caracteriza porque la fuente de arsénico se selecciona del grupo que consiste de arseniatos, óxidos de arsénico, así como de combinaciones entre los mismos.

En otra modalidad preferida de la invención, el proceso se caracteriza porque dichas condiciones apropiadas de cultivo de Fusibacter ascotence son condiciones anaeróbicas, en medio de cultivo Newman, a un pH entre pH 6 y 8, durante más de 5 días y a una temperatura entre 20°C y 37°C. En una modalidad más preferida, el proceso se caracteriza porque la duración del cultivo está entre 5 y 10 días.

En una modalidad preferida, el proceso también se caracteriza porque la recuperación de las nanoestructuras comprende el paso de centrifugar el precipitado. En una modalidad más preferida, el proceso se caracteriza porque posterior al paso de centrifugar el precipitado, se realizan los pasos de lavar el producto obtenido del centrifugado; tratar con ácido dicho producto lavado; realizar un segundo lavado del producto tratado con ácido; y realizar un segundo centrifugado del producto luego del segundo lavado. En una modalidad aún más preferida, el proceso se caracteriza porque el tratamiento ácido se realiza con ácido clorhídrico.

En otra modalidad más preferida, el proceso se caracteriza porque para obtener nanoestructuras en forma de nanocables, dicho proceso comprende el paso adicional de desecar el producto obtenido luego del paso de centrifugado. En una modalidad aún más preferida, el proceso se caracteriza porque el desecado se realiza a una temperatura mayor a los 50°C y por un tiempo mayor a 18 horas.

En otra modalidad más preferida, el proceso se caracteriza porque para obtener nanoestructuras en forma de nanopartículas, dicho proceso comprende el paso adicional de agitar mediante ultra sonido el producto obtenido luego del paso de centrifugado. En una modalidad aún más preferida, el proceso se caracteriza porque dicha agitación mediante ultrasonido se realiza en presencia de un detergente aniónico. En una modalidad aún más preferida, el proceso se caracteriza porque dicho detergente aniónico es dodeciisulfato sódico. En otra modalidad aún más preferida, el proceso se caracteriza porque luego de la agitación mediante ultrasonido comprende los pasos de filtrar el producto obtenido luego de la agitación con ultrasonido; realizar una nanofiltración del producto obtenido luego del filtrado; centrifugar el producto obtenido luego de la nanofiltración; y concentrar el producto obtenido luego de la centrifugación. La presente invención, provee, además, una nanoestructura de sulfuro de arsénico que se caracteriza porque es un nanocable que posee estructura cristalina monoclínica. En una modalidad preferida, la nanoestructura se caracteriza porque el grosor de dicho nanocable sigue una distribución cuyo promedio es de 171 nm y cuya desviación estándar es de 85,3 nm. En otra modalidad preferida, la nanoestructura se caracteriza porque dicho nanocable presenta un máximo de absorción en una longitud de onda de 430 nm y un ancho de banda prohibida de 2,24 eV.

La presente invención proporciona, adicionalmente, una nanoestructura de sulfuro de arsénico que se caracteriza porque es una nanopartícula que posee estructura cristalina monoclínica. En una modalidad preferida, la nanoestructura se caracteriza porque el diámetro de dicha nanopartícula sigue una distribución cuyo promedio es de 143 nm y cuya desviación estándar es de 25,85 nm.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1 es un diagrama de flujo del proceso de obtención de nanoestructuras que es objeto de la presente invención La figura 2 es un diagrama de flujo de una primera modalidad del subproceso de recuperación de nanoestructuras que es objeto de la presente invención

La figura 3 es un diagrama de flujo de una segunda modalidad del subproceso de recuperación de nanoestructuras que es objeto de la presente invención

La figura 4 es un diagrama de flujo de una tercera modalidad del subproceso de recuperación de nanoestructuras que es objeto de la presente invención

La figura 5 es una secuencia de fotografías que indica la dependencia de la obtención de nanoestructuras en función del tiempo de cultivo.

La figura 6 es una curva l-V de pastillas fabricadas a partir de los nanocables que son objeto de la presente invención. La figura 7 es un espectro UV-Vis de pastillas fabricadas a partir de los nanocables que son objeto de la presente invención.

La figura 8 es un espectro Raman de nanoestructuras obtenidas de acuerdo al proceso que es objeto de la presente invención. La figura 9 es una imagen TEM de nanopartículas obtenidas mediante el proceso que es objeto de la presente invención.

La figura 10 es una imagen TEM de nanocables obtenidos mediante el proceso que es objeto de la presente invención. La figura 1 1 es un espectro EDX de las nanopartículas mostradas en la figura 9.

La figura 12 es un espectro EDX de los nanocables mostrados en la figura 10.

La figura 13 es un histograma de frecuencias del diámetro de las nanopartículas obtenidas mediante el proceso que es objeto de la presente invención.

La figura 14 es un histograma de frecuencias del grosor de los nanocables obtenidos mediante el proceso que es objeto de la presente invención.

DESCRIPICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

A continuación, se describirá en detalle el proceso para obtener nanoestructuras de sulfuro de arsénico (As-S) que es objeto de la presente invención.

Se entenderá por nanoestructuras aquellas estructuras que tienen al menos una de sus dimensiones (largo, ancho o profundidad) en el rango comprendido entre 1 nm y 500 nm. Se entenderá por nanocables aquellas estructuras, sólidas o huecas, en forma alargada, de forma similar a un cable o hilo, no necesariamente rectas, y cuyo grosor en promedio está en el rango comprendido entre 1 nm y 500 nm. Se entenderá por nanopartículas aquellas estructuras en forma de partículas, no necesariamente esféricas, y cuyo diámetro equivalente está en el rango comprendido entre 1 nm y 500 nm. Se entenderá como el diámetro equivalente de una nanopartícula el diámetro de una esfera que ocupa el mismo volumen que la nanopartícula.

En relación a la figura 1 , el proceso para obtener nanoestructuras de sulfuro de arsénico (As-S) a partir de un microorganismo que es objeto de la presente invención comprende dos etapas principales: en primer lugar se realiza un cultivo (1 ) de la cepa Fusibacter ascotence, en condiciones apropiadas y en presencia de al menos una fuente de azufre y al menos una fuente de arsénico, hasta obtener un precipitado; en segundo lugar se realiza una recuperación (2) de las nanoestructuras de As-S a partir de dicho precipitado.

Se entenderá como condiciones apropiadas para el cultivo (1 ) de Fusibacter ascotence aquellas que permitan la reproducción y proliferación de dicha cepa. En relación a la temperatura de cultivo, se entenderá que constituye una condición apropiada, sin que esto limite el alcance de la presente invención, una temperatura en el rango comprendido entre 20°C y 37°C. En relación al pH del cultivo, se entenderá que constituye una condición apropiada, sin que esto limite el alcance de la presente invención, un pH comprendido entre 6 y 8. Se entenderá, además, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, que una condición apropiada es el cultivo en condiciones anaeróbicas.

Respecto del medio de cultivo, si bien cualquier medio de cultivo apropiado para esta bacteria puede utilizarse para llevar a cabo la presente invención, en una modalidad preferida el cultivo de Fusibacter ascotence se lleva a cabo en un medio de cultivo Newman (Newman et al., Applied and Environmental Microbiology, 1997, Vol. 63, N°5, pp 2022-2028). Además, en relación a la duración del cultivo, se entenderá que una condición apropiada es aquella en la que la bacteria se cultiva por un tiempo mayor a los 3 días, más particularmente, sin que esto limite el alcance de la presente invención, mayor a los 5 días, y más particularmente, sin que esto limite tampoco el alcance de la presente invención, entre 5 y 10 días.

La fuente de azufre, al menos una, mencionada en el paso de realizar un cultivo (1 ) de Fusibacter ascotence puede ser una fuente orgánica o inorgánica, así como combinaciones entre ambos tipos de fuente de azufre. Dentro del grupo de las fuentes de azufre orgánicas puede utilizarse, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, cisteína o extracto de levadura, así como combinaciones entre ellas. Dentro del grupo de las fuentes de azufre inorgánicas puede utilizarse, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la protección, sulfato de sodio o tiosulfato de sodio, así como combinaciones entre ellas.

La fuente de arsénico, al menos una, mencionada en el paso de realizar un cultivo (1 ) de Fusibacter ascotence puede seleccionarse, sin que esto limite el alcance de la presente invención, del grupo formado por arseniatos u óxidos de arsénico, así como de combinaciones entre estos.

Respecto del paso de recuperar (2) las nanoestructuras a partir del precipitado obtenido en el paso anterior, cualquier forma de recuperación es adecuada para llevar a cabo la presente invención, sin que esto limite el alcance de la protección que se busca. La forma en la cual se recuperen las nanoestructuras dependerá de las aplicaciones específicas de las mismas. En particular, cualquier método de recuperación que permita eliminar el agua y los restos orgánicos del precipitado, así como dispersar las nanoestructuras de As-S, si es que se desea, está dentro del alcance de la presente invención.

En lo sucesivo se describirán en detalle subprocesos que permiten recuperar nanoestructuras de As-S a partir del precipitado obtenido luego del cultivo. Como se mencionó anteriormente, estos subprocesos buscan ser ilustrativos, pero no deben considerarse en ninguna circunstancia para limitar el alcance de la presente invención.

Con respecto a las figuras 2, 3 y 4 el paso de recuperar (2) las nanoestructuras a partir del precipitado comprende el paso de centrifugar (21 ) el precipitado. El subproceso específico dependerá de la forma de las nanoestructuras que se deseen obtener. En una modalidad preferida de la presente invención, luego del paso de centrifugar (21 ) el precipitado obtenido a partir del cultivo (1 ), se realiza un primer lavado (22) del producto obtenido (21 ). Este primer lavado (22) puede realizarse, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, con agua destilada y puede llevarse a cabo resuspendiendo el producto obtenido desde el centrifugado en aproximadamente 10 volúmenes de agua destilada. Sin embargo, puede utilizarse otros solventes para realizar dicho lavado, así como puede utilizarse otras razones entre el volumen del precipitado y el volumen del solvente. En otra modalidad preferida, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, puede agitarse dicha suspensión y luego volver a centrifugar (21 ) el producto obtenido. Los pasos de centrifugar (21 ) y lavar (22) los precipitados pueden realizarse de manera iterativa sin que esto limite el alcance de la presente invención. Luego del lavado (22), se realiza un tratamiento con ácido (23) del precipitado. El objetivo de este tratamiento con ácido (23) es el de eliminar los residuos de biomasa libres, moléculas o compuestos orgánicos no minerales en el precipitado. Un especialista en el estado de la técnica notará, sin embargo, que dicho tratamiento con ácido (23) puede realizarse antes del lavado (22) o del centrifugado (21 ). En un ejemplo de modalidad, sin que esto limite el alcance de la protección, el tratamiento con ácido (23) se realiza añadiendo aproximadamente 10 volúmenes de ácido clorhídrico (HCI 5N) al producto obtenido luego del lavado (22) y agitando dicha mezcla. Un especialista en el campo técnico notará, sin embargo, que pueden utilizarse otros ácidos, así como otras concentraciones, que permitan obtener el resultado de eliminar los restos antes descritos, sin que esto limite el alcance de la presente invención.

A continuación del tratamiento con ácido (23) se realiza un segundo lavado (24) del producto obtenido desde dicho tratamiento con ácido (23). Las mismas opciones detalladas para el primer lavado (22) son aplicables para este segundo lavado (24). Luego de este segundo lavado (24) se realiza un segundo centrifugado (25). En particular, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, es posible realizar este segundo lavado (24) y este segundo centrifugado (25) de forma iterativa. Puede obtenerse distintas realizaciones de la invención a partir de este punto. Con respecto a la figura 2, para obtener nanoestructuras de As-S en forma sustancialmente de nanocables, luego de dicho segundo centrifugado (25) se realiza una desecación (26) del producto obtenido desde dicho segundo centrifugado (25). Esta desecación (26) puede hacerse a una temperatura adecuada para eliminar el agua restante en el producto obtenido luego del centrifugado, y por un tiempo adecuado para realizar dicha eliminación. Por ejemplo, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, puede realizarse está desecación (26) a una temperatura mayor a 50°C. Por otra parte, y sin que esto limite el alcance de la presente invención, puede realizarse dicha desecación (26) por un tiempo mayor a 12 horas.

Por otra parte, con respecto a las figuras 3 y 4, para obtener nanoestructuras de As-S en forma sustancialmente de nanopartículas, luego del segundo centrifugado (25) se realiza una agitación con ultrasonido (27). Dicha agitación (27) puede realizarse, sin que esto limite el alcance de la presente invención, en presencia de un detergente aniónico. La presencia de dicho detergente aniónico tiene por objetivo evitar la agregación de las nanoestructuras, lo que facilita su disgregación al momento de la agitación con ultra sonido (27). En una modalidad preferida, sin que esto limite el alcance de la presente invención, el detergente aniónico utilizado es Dodecilsulfato Sódico (SDS), sin embargo, un especialista en el campo técnico notará que cualquier detergente aniónico que permita obtener el resultado detallado anteriormente es adecuado para llevar a cabo la presente invención.

Con respecto a la figura 4, luego de la agitación con ultra sonido (27), es posible realizar pasos adicionales para purificar y concentrar las nanopartículas obtenidas. En primer lugar, se realiza una filtración (28) de la solución obtenida luego de la agitación con ultra sonido (27). Esta filtración (28) puede hacerse, por ejemplo y sin que esto limite el alcance de la presente invención, en un filtro tipo jeringa. El tamaño del filtro utilizado para dicha filtración (28) no limita el alcance de la presente invención, siempre que sea un tamaño adecuado para retener una parte de la solución y dejar pasar la otra parte. Luego de dicha filtración (28) es posible, sin que esto limite el alcance de la presente invención, realizar una nanofiltración (29) de la parte de la solución que pasó el filtro utilizado en la primera filtración (28). Al igual que en el caso anterior, la forma en que se realice esta nanofiltración (29) no limita el alcance de la presente invención. Al igual que en el caso de la filtración (28), puede utilizarse cualquier tamaño de filtro adecuado para la nanofiltración. Luego de dicha nanofiltración (29) es posible realizar un tercer centrifugado (30) de la parte de la solución que pasó la nanofiltración (29), para luego realizar una concentración (31 ) del producto obtenido luego de dicha tercera centrifugación (30). Dicha concentración (31 ) puede realizarse por cualquier método que permita reducir el volumen del producto obtenido luego del tercer centrifugado (30). Con el proceso detallado anteriormente es posible obtener nanoestructuras de As-S, tanto en forma de nanocables como de nanopartículas, a partir de un microorganismo, específicamente Fusibacter ascotence. A continuación, se describirán ejemplos específicos de modalidad de la presente invención. Debe entenderse que estos ejemplos buscan ilustrar de mejor manera algunos aspectos técnicos de la invención, pero no buscan limitar el alcance de la misma.

EJEMPLOS DE REALIZACIÓN

Ejemplo 1 : Cultivo de Fusibacter ascotence

Se utilizó un inoculo inicial de 1 x10 6 células/ml de la cepa Fusibacter ascotence depositada en la American Type Culture Collection con número de acceso ATCC BAA-2418. Las células son bacilos rectos o levemente curvados, a veces pareados, móviles y gram positivos.

Los inóculos de la cepa Fusibacter ascotence se cultivaron en botellas de tipo suero tapadas con tapones de caucho de butilo en 100 mi de medio líquido Newman modificado. Se incluyó tiosulfato de sodio (10 mM), sulfato de sodio (10 mM) y azufre mineral (1 %) como fuentes de azufre inorgánicas. Se incluyó, además, extracto de levadura (0,2%) y cisteína (1 mM) como fuentes de azufre orgánicas. Se incluyó arseniato de sodio (2mM) como fuente de arsénico. Las botellas se cerraron herméticamente. Se insufló atmósfera de nitrógeno durante 5 minutos para desplazar el oxígeno y obtener una atmósfera de cultivo anaeróbica. Los cultivos se realizaron en tiempos de hasta 10 días en oscuridad, en condiciones anaeróbicas, con una temperatura de entre 20°C y 37°C y con un pH entre 6 y 8.

Ejemplo 2: Dependencia de la obtención de nanoestructuras con el tiempo de cultivo

En la figura 5 se observan fotografías obtenidas mediante TEM de los cultivos. Las barras representan un tamaño de 600 nm. Se observa aparición de agregados de nanoestructuras a partir del tercer día de cultivo. El tamaño de los agregados es creciente en el tiempo. En los insertos se observa, por otra parte, aparición de fibras nanométricas a partir del primer día de cultivo. Ejemplo 3: Recuperación de nanoestructuras

Luego de 10 días de cultivo se observa un precipitado de color amarillo en el fondo de las botellas. Se recolectó la totalidad del líquido en tubos cónicos de 50 mi y se centrifugó a 4000 g por 5 minutos. El pellet resultante, de unos 5 mi, fue resuspendido en 10 volúmenes de agua destilada, agitado con vórtex. Luego de este lavado se realizó una centrifugación a 4000 g por 5 minutos. Los pasos de lavado y centrifugación se realizaron de forma iterativa hasta completar 3 lavados.

Posterior a los pasos de lavado y centrifugación se realizó un tratamiento con ácido clorhídrico. Para esto se añadió 10 volúmenes de HCI 5N al precipitado en tubo cónico. Se agitó vigorosamente por 3 minutos y se incubó en un agitador rotatorio durante 18 horas. Luego del tratamiento con ácido se aplicaron 3 lavados de hasta 10 veces el volumen inicial con agua destilada con subsecuente centrifugación por 5 minutos a 4000 g.

Ejemplo 4: Obtención de Nanocables Luego del centrifugado se obtiene una solución concentrada de precipitado.

En esta solución puede observarse nanocables mediante microscopía óptica para cables de un ancho mayor a 1 micrómetro o mediante microscopía electrónica para cables con un ancho desde 20 nm. La solución concentrada es trasvasijada a viales de vidrio y desecados en estufa a una temperatura de 50°C y un tiempo de 12 horas.

Ejemplo 5: Obtención de Nanopartículas

El pellet obtenido luego del último centrifugado se resuspendió en 10 volúmenes de Dodecilsulfato Sódico 0,1 % y agitado mediante ultrasonido con vástago durante 5 minutos en hielo, utilizando un matraz de vidrio. Luego de la agitación con ultrasonido se realizó una microfiltración de la solución acuosa utilizando un filtro de tipo jeringa con una abertura de 0,22 μιη. Un volumen menor a 20 mi de la solución filtrada se procesó en una segunda etapa de nanofiltración usando un filtro de 0,025 μιη instalado en un sistema de bomba de vacío y matraz tipo kitazato. El volumen obtenido luego de la nanofiltración se centrifugó a 16000 g por 30 minutos a temperatura ambiente y luego se utilizó un concentrador de vacío para reducir el volumen. Ejemplo 6: Caracterización de las nanoestructuras

Se utilizó microscopía electrónica de transmisión (TEM), espectroscopia UV-Vis, difracción de rayos X (XRD), espectroscopia Raman y microscopía de fuerza atómica (AFM) para el análisis y caracterización de las nanoestructuras obtenidas. En la figura 6 se observa una curva l-V de pastillas compactadas a partir de los nanocables obtenidos. Se observa que dichas pastillas poseen propiedades de semiconductor. En la figura 7 se observa un espectro de absorción de dichas pastillas en donde se observa que el máximo de absorbancia está en 450 nm, coincidente en buena parte con el máximo de emisión solar de aproximadamente 475 nm. Mediante el cálculo de la longitud de onda que intersecta la reflectancia igual a cero, se obtiene un ancho de banda prohibida de estas nanoestructuras de 2.24 eV. Los resultados anteriores, dan cuenta de que las nanoestructuras obtenidas pueden ser utilizadas en celdas fotovoltaicas.

Los análisis de los espectros XRD de las nanoestructuras obtenidas muestran que las nanoestructuras se corresponden con una especie cristalina conocida como Rejalgar (AS4S4) la cual posee estructura cristalina monoclínica. Los espectros EDX, que se muestran en la figura 1 1 para el caso de las nanopartículas y 12 para el caso de los nanocables, arrojan que la relación molar As/S es de 1 ,05, lo que se muestra de acuerdo con la estequiometría del rejalgar. El espectro Raman de las nanoestructuras se observa en la figura 8 como línea continua. A modo de referencia se incluye el espectro estándar de rejalgar en línea punteada, que se corresponde bien con el espectro de las nanoestructuras obtenidas. Se incluye también el espectro estándar de oropimente en línea discontinua, que no se corresponde con el espectro de las nanoestructuras. Este resultado reafirma la conclusión de que las nanoestructuras obtenidas corresponden a la especie cristalina rejalgar.

La figura 9 muestra una imagen tomada mediante TEM de las nanopartículas obtenidas. En esta, la barra indica una longitud de 220 nm. Un histograma de distribución de diámetros equivalentes se muestra en la figura 13. De estos se observa que el diámetro promedio de estas nanopartículas es de 143 nm con una desviación estándar de 25,85 nm. La figura 10, por otra parte, muestra una imagen tomada mediante TEM de los nanocables obtenidos. En esta se observa que los cables tienen tanto ancho como longitud variable. Un histograma de frecuencias del grosor de los nanocables se muestra en la figura 14. Los análisis realizados indican que el grosor promedio de estos nanocables es de 171 nm, con una desviación estándar de 85,3 nm. La longitud, como ya se mencionó, es variable, alcanzando en muchos casos longitudes mayores a los 10 μιη.