Synthesis and catalytic application of silver nanoparticles supported on lactobacillus Kefiri S-Layer proteins

Research on nanoparticles obtained on biological supports is a topic of growing interest in nanoscience, especially regarding catalytic applications. Silver nanoparticles (AgNPs) have been studied due to their low toxicity, but they tend to aggregation, oxidation, and low stability. In this work, we synthesized and characterized AgNPs supported on S-layer proteins (SLPs) as bidimensional regularly arranged biotemplates. By different reduction strategies, six AgNPs of variable sizes were obtained on two different SLPs. Transmission electron microscopy (TEM) images showed that SLPs are mostly decorated by evenly distributed AgNPs; however, a drastic reduction by NaBH4 led to large AgNPs whereas a smooth reduction with H2 or H2 /NaBH4 at low concentration leads to smaller AgNPs, regardless of the SLP used as support. All the nanosystems showed conversion values between 75–80% of p-nitrophenol to p-aminophenol, however, the increment in the AgNPs size led to a great decrease in Kapp showing the influence of reduction strategy in the performance of the catalysts. Density functional theory (DFT) calculations indicated that the adsorption of p-nitrophenolate species through the nitro group is the most favored mechanism, leading to p-aminophenol as the only feasible product of the reaction, which was corroborated experimentally.Fil: Bolla, Patricia Araceli. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Huggias, Sofia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Serradell, María de los Ángeles. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas. Cátedra de Microbiología General; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Ruggera, José Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Casella, Mónica Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentin

Caracterización y actividad catalítica de bionanocatalizadores de platino soportados sobre sistemas proteínas de capa-s/poliuretano

Las subunidades de proteínas de capa-S poseen la capacidad de autoensamblarse sobre distintas superficies formando arreglos en la escala nanométrica. Este aspecto disparó el interés por el empleo de estas proteínas en la construcción biomolecular con prometedoras aplicaciones nanobiotecnológicas

Platinum nanoparticles obtained at mild conditions on S-Layer protein/polymer particle supports

This work presents the synthesis of platinum nanoparticles supported on S-layer protein/polymeric particle systems, obtained by combining proteins isolated from Lactobacillus kefiri and an aqueous dispersion of acrylic particles. FTIR spectra of the protein/polymer supports did not show changes in the Amide I band of the proteins, suggesting that proteins maintained their conformation after adsorption. The SAXS spectra and DLS results are consistent with the formation of a protein corona around the polymer particles. After combining the supports with the platinum complex and subsequently reducing the combination with hydrogen at mild conditions, we obtained colloidal nanocomposite materials. In these, platinum nanoparticles with diameters around 3 nm located on the surface of the protein/polymer supports were observed by TEM. The obtained nanosystems showed catalytic activity in the reduction of p-nitrophenol with NaBH4 at room temperature with conversions of 100% for reaction times of 50 to 70 min.Fil: Huggias, Sofia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Bolla, Patricia Araceli. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Serradell, María de los Ángeles. Universidad Nacional de La Pampa. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Ciencias Biológicas; Argentina. Universidad Nacional Arturo Jauretche; ArgentinaFil: Casella, Mónica Laura. Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de la Plata; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires. Centro de Investigaciones y Transferencia del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; ArgentinaFil: Peruzzo, Pablo Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina. Universidad Nacional Arturo Jauretche; Argentin

Regular arrangement of Pt nanoparticles on S-layer proteins isolated from Lactobacillus kefiri: synthesis and catalytic application

In this work, platinum bionanocatalysts using S-layer proteins isolated from two strains of Lactobacillus kefiri as template were obtained. TEM and STEM images evidenced that Pt/CBS8348 shows a P6-array while Pt/CBS83111 does not show any defined array. Noteworthy, nanometric and subnanometric Pt clusters were observed in both Pt/CBS8348 and Pt/CBS83111 catalysts, with an average metal particle size estimated by TEM of 3.62 and 3.88 nm, respectively. Also, Pt/CBS8348 showed a higher number of dispersed Pt single atoms than Pt/CBS83111. Both Pt bionanocatalysts showed an excellent performance in the reduction of p-nitrophenol, reaching conversion values close to 65-70% in 15 min. Besides, both Pt/CBS8348 and Pt/CBS83111 were successfully reused nine times, maintaining conversion values between 75 and 90%.Fil: Bolla, Patricia Araceli. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Sanz, Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Huggias, Sofia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Ruggera, José Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Serradell, María de los Ángeles. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Cátedra de Microbiología; Argentina. Universidad Nacional Arturo Jauretche. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos. Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Salud. Hospital Alta Complejidad en Red El Cruce Dr. Néstor Carlos Kirchner Samic. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Unidad Ejecutora de Estudios en Neurociencias y Sistemas Complejos; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; ArgentinaFil: Casella, Mónica Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; Argentin

Noble metal nanoparticles-based heterogeneous bionano-catalysts supported on S-layer protein/polyurethane system

This work presents the synthesis of platinum and silver nanoparticles obtained on a support composed of the S-layer protein (SLP) isolated from Lactobacillus kefiri and polyurethane particles (PU). The support was obtained by adsorption of the protein on the polymer particles in aqueous dispersion. After combining the support with the platinum or silver salts and subsequently reducing with hydrogen, noble metal-based heterogeneous bionanocatalysts were obtained. Platinum or silver nanoparticles with diameters dn = 4.9 nm (ds = 4.9 nm; dv/dn = 1.05) or dn = 8.0 nm (ds = 10.6 nm; dv/dn = 1.63), respectively, were observed by TEM on the surface of the protein/polymer supports. Both nanocatalysts showed excellent catalytic activity in the reduction of p-nitrophenol with NaBH4 at room temperature, with conversions of 100% and 97% for platinum and silver bionanocatalysts, respectively. Noteworthy, both bionanocatalysts maintain their activity until 4 reuse cycles, being the platinum-based system the one showing the best performance. These results demonstrated that the developed bionanocatalysts are promising and emerging alternatives in the field of supported noble metal nanoparticle-based heterogeneous catalysts.Fil: Huggias, Sofia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Bolla, Patricia Araceli. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Azcárate, Julio César. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Bariloche; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Serradell, María de los Ángeles. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Ciencias Biológicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Casella, Mónica Laura. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas "Dr. Jorge J. Ronco". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias Aplicadas; ArgentinaFil: Peruzzo, Pablo Jose. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentin