Синтез биосовместимых наночастиц серебра, стабилизированных коньяком глюкоманнаном, с фенольным экстрактом Asystasiagangetica для колориметрического обнаружения ионов ртути (II)

Aug 16, 2023

Том 12 научных докладов, номер статьи: 9176 (2022) Цитировать эту статью

1530 Доступов

7 цитат

Подробности о метриках

Здесь сообщается о синтезе биосовместимых наночастиц серебра (AgNP) для колориметрического обнаружения токсичного иона ртути (II) (Hg2+). Богатую фенолами фракцию листьев Asystasiagangetica экстрагировали и использовали в качестве восстановителя соли серебра, все в гидрофильном растворе конжакового глюкоманнана (KgM) в качестве стабилизатора, при комнатной температуре (RT). Биоактивные компоненты фенольного экстракта Asystasiagangetica (AGPE), как выяснилось с помощью (UHPLC-MS-QTOF-MS), выявили множество фенольных соединений, которые могут способствовать восстановлению соли серебра в условиях окружающей среды. Искрящийся желтый коллоидный раствор KgM-AgNP реализовывался в течение 1 часа при комнатной температуре, имея УФ-видимый максимум при 420 нм. KgM-AgNP были охарактеризованы с помощью УФ-ВИД, комбинационного рассеяния света и (FTIR), TEM, SEM, EDS, XRD, TGA/DTG. Изображения TEM и FESEM показали, что KgM-AgNP имели сферическую форму с распределением частиц по размерам около 10–15 нм от TEM. Биосовместимость KgM-AgNP исследовали на фибробластах мыши L929 и эритроцитах крысы без каких-либо вредных повреждений тестируемых клеток. В водной среде KgM-AgNP продемонстрировали хорошую способность обнаружения Hg2+ в зависимости от концентрации Hg2+ в течение 3 минут. Коэффициенты поглощения (A360/A408) были линейными при концентрациях Hg2+ от 0,010–10,0 до 10,0–60,0 мкМ с расчетным значением (LOD) 3,25 нМ. Зонд был применен к пробе воды озера с удовлетворительной точностью.

Одна из главных революций в химии за последние несколько десятилетий связана с применением наночастиц металлов (МНЧ) в различных аналитических приложениях. Как заметный наноматериал с размерами в диапазоне нанометров (нм), они обладают непревзойденными свойствами по сравнению с обычными доступными флуорофорами. Эти свойства включают в себя явление локализованного поверхностного плазмонного резонанса (LSPR), высокие коэффициенты затухания, каталитическую способность, уникальное цветовое отображение, настраиваемую морфологию поверхности с использованием обычных материалов для распознавания1. Все упомянутые свойства тесно коррелируют с размером частиц, формой, зарядом, диэлектриком среды, в которую они внедрены, температурой, поверхностным покрытием и т. д.2,3. В связи с вышеизложенным применение МНЧ, в частности серебра, золота, меди, неизменно привлекает внимание научного сообщества. Например, функционализация/модификация поверхности и стабилизаторы наночастиц серебра играют решающую роль в определении чувствительности обнаружения и селективности к широкому спектру аналитов4,5,6. Этот шаг также играет важную роль в модуляции биосовместимости наночастиц7,8. Также обычной практикой является настройка поверхностей наночастиц с помощью лигандов, имеющих специфическое сродство к интересующему аналиту. Таким образом, введение чувствительного аналита может вызвать значительные изменения оптических свойств модифицированных наночастиц.

Загрязнение основных компонентов окружающей среды (воздуха, воды и почвы) представляет собой неразрешимую проблему для экосистемы ввиду огромного количества отходов, образующихся в результате деятельности человека. К сожалению, некоторые из таких отходов с токсичным профилем не утилизируются должным образом с целью защиты окружающей среды. Загрязнение тяжелыми металлами является одним из таких, и оно остается таковым, отчасти из-за эксплуатации высокого уровня ресурсов в промышленных масштабах в попытке обеспечить основные потребности. С точки зрения экологической безопасности тяжелые металлы (ТМ) определяются как металлы, обладающие способностью вызывать экофизиологические повреждения, возникающие в результате их высокой токсичности9. В этом отношении в основном замешаны такие металлы, как ртуть (Hg), свинец (Pb), серебро (Ag), кадмий (Cd) и хром (Cr). Среди этих ТМ особый интерес вызывает Hg- из-за ее небиоразлагаемости и неблагоприятного потенциала биоаккумуляции. На самом деле цикл загрязнения ртутью вызывает тревогу. Например, загрязнение водоемов ртутью может привести к чрезмерному накоплению металла в рыбах и других водных животных, который при употреблении в пищу человеком может вызвать вредные последствия для здоровья. Популярная катастрофа Минамата в префектуре Кумамото, Япония, где загрязнение воды метилртутью (CH3Hg) сточными водами соседней химической компании привело к гибели домашних животных и серьезным проблемам со здоровьем у людей10. Вышеизложенное иллюстрирует важность мониторинга ртути в окружающей среде для общего благополучия людей и других животных.