Layered double hydroxides: application in the inhibition of coliforms

• Guerra-González, Roberto ^[1] ; Lemus-Solorio, Martha Angélica ^[1] ; Rivera-Rojas, José Luis ; Lemus-Solorio, Alfonso ^[1] ; Mondragón-Herrera, América Abisay ^[1] ; Martínez-Cinco, Marco Antonio ^[1]
  1. [1] Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo

     Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo

     México

     
• Localización: Revista de Ciencias Tecnológicas, ISSN 2594-1925, Vol. 4, Nº. 3, 2021 (Ejemplar dedicado a: July-September), págs. 157-170
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Hidróxidos dobles estratificados: aplicación en la inhibición de coliformes
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• Resumen
  • español

    En este trabajo se estudió la preparación de diferentes materiales híbridos orgánicos / inorgánicos y su evaluación como bactericidas frente a Escherichia coli (E. coli) y Salmonella typhi (S. typhi). El objetivo principal de la presente investigación fue sintetizar y caracterizar materiales híbridos biocompatibles que inmovilizan moléculas con actividad antibacteriana en matrices lamelares inorgánicas basadas en dobles hidróxidos lamelares inorgánicos y evaluar su actividad antibacteriana frente a Escherichia coli (E. coli) y Salmonella typhi (S. typhi). Los materiales híbridos consisten en la asociación de un doble hidróxido laminar inorgánico, o compuestos tipo hidrotalcita, con moléculas orgánicas con actividad antibacteriana, alojadas en sólidos. Los hidróxidos dobles lamelares (LDH) son estructuras sintéticas formadas por películas de hidróxido metálico con carga positiva que se estabilizan con aniones interlaminares. Se han estudiado diferentes materiales híbridos a partir de compuestos tipo hidrotalcita, como MgAl, ZnAl y MgFeAl, que contienen especies orgánicas de cefalexina sódica y ácidos nalidíxico y pipemídico. La intercalación de los diferentes aniones se realizó mediante uno de los diferentes métodos existentes: la coprecipitación de los compuestos tipo hidrotalcita en presencia de la molécula de interés y por el efecto memoria. La caracterización de los materiales se realizó mediante difracción de rayos X, espectroscopia de IR y resonancia magnética nuclear sólida, analizando específicamente los núcleos 27Al y 13C, y análisis termogravimétrico. La evaluación de la actividad antibacteriana de estos materiales se evaluó en cultivos de cepas de Escherichia coli (E. coli) y Salmonella typhi (S. typhi). La actividad antibacteriana de los sistemas híbridos probados no siempre es una función directa de la cantidad de antibiótico intercalado. Se obtuvo que el LDH ZnAl-NADmem presenta una liberación controlada, ya que cuando el material fue expuesto tres veces contra la bacteria Escherichia coli (E. coli), continuó eliminando bacterias, presentando un efecto bacteriostático en la tercera exposición, ya que no eliminar las bacterias.

  • English

    In this work, the preparation of different organic/inorganic hybrid materials and their evaluation as bactericides against Escherichia coli (E. coli) and Salmonella typhi (S. typhi) was studied. The main objective of the present investigation was to synthesize and characterize biocompatible hybrid materials that immobilize molecules with antibacterial activity in inorganic lamellar double hydroxides based on inorganic lamellar matrices and to evaluate their antibacterial activity against Escherichia coli (E. coli) and Salmonella typhi (S. typhi). The hybrid materials consist of the association of an inorganic lamellar double hydroxide, or hydrotalcite-type compounds, with organic molecules with antibacterial activity, hosted in solids. Lamellar double hydroxides (LDH) are synthetic structures formed by positively charged metal hydroxide films that are stabilized with interlamellar anions. Different hybrid materials have been studied from hydrotalcite-type compounds, such as MgAl, ZnAl, and MgFeAl, containing organic species of sodium cephalexin and nalidixic and pipemidic acids. The intercalation of the different anions was performed by one of the different existing methods: coprecipitation of the hydrotalcite-type compounds in the presence of the molecule of interest, and by the memory effect. The characterization of the materials was carried out by X-ray diffraction, IR, and solid nuclear magnetic resonance spectroscopy, specifically analyzing the 27Al and 13C nuclei, and thermogravimetric analysis. The evaluation of the antibacterial activity of these materials was evaluated on cultures of Escherichia coli (E. coli) and Salmonella typhi (S. typhi) strains. The antibacterial activity of the tested hybrid systems is not always a direct function of the amount of antibiotic intercalated. It was obtained that the LDH ZnAl- NADmem presents a controlled release since when the material was exposed three times against Escherichia coli (E. coli) bacteria, it continued eliminating bacteria, presenting a bacteriostatic effect in the third exposure, since it did not eliminate bacteria.