IJELC 国际期刊的电化学 2090 - 3537 2090 - 3529 Hindawi出版公司 276246年 10.1155 / 2012/276246 276246年 研究文章 环保的各向异性的金纳米粒子的合成:一个潜在的候选人ser研究 Gaware Ujjwala Kamble 瑟利 Ankamwar Balaprasad 苏尔 Ujjal库马尔 1 Bioinspired材料科学实验室 化学系 普纳大学 Ganeshkhind 浦那411007 印度 unipune.ac.in 2012年 6 11 2012年 2012年 29日 07年 2012年 05年 10 2012年 2012年 版权©2012 Ujjwala Gaware et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

环境友好的合成纳米粒子一直鼓舞人心的纳米技术学家们特别是生物医学应用。此外,各向异性粒子的合成是一个有吸引力的选择,由于减少了对称这样的粒子通常会导致新的和不同寻常的化学和物理行为。本文报道一种单步室温合成的黄金nanotriangles使用廉价的生物资源减少和稳定剂 Piper betle叶提取物。在治疗氯金酸水溶液 Piper betle叶提取物,12小时后,观察完整的还原氯金酸盐离子形成的平面和单一水晶金nanotriangles。可以利用这些黄金nanotriangles在光子学、光学镀膜,光电子学,磁性、催化、化学传感、等等,是一个潜在的候选人ser研究。

 1。介绍

金属和半导体纳米粒子的合成有无数机会的研究由于若[他们的现在和未来的应用 1)、化学传感( 2),记录媒体( 3),光电子学( 4),和催化 5]。Masatake报道( 6]黄金作为21世纪新型催化剂:准备,工作机制和应用的催化剂CO氧化。大多数早期的研究都集中在各向同性,即球形粒子。然而,各向异性粒子尤其有趣,因为这种粒子的对称性降低往往会导致新的和不同寻常的化学和物理性质( 7]。在这种背景下,环境友好生物合成协议更好的路线图,以避免负面影响的纳米材料尤其是在医学应用。此外,利用植物提取物合成纳米颗粒的减少和限制代理可以优于其他环保生物过程通过消除精心维护细胞培养的过程。也可以适当扩大大规模合成的纳米粒子。铂纳米颗粒的生物合成 Diospyros柿子叶提取物( 8),银纳米粒子使用叶提取物( 9)、银和金纳米粒子使用phyllanthin [ 10),丁香提取物( 11),在紫花苜蓿植物生活在固体介质( 12已经证明。在最近的研究中,我们报告的合成金纳米粒子的减少水 AuCl 4 - - - - - - 离子使用 Cymbopogon flexuosus( 13), Tamarindus籼( 2), 兰officinalis( 14), 榄仁树属catappa( 15), 九里koenigii和 柑橘limonum叶提取物( 16]。

对于bioreduction水金离子的柠檬草提取物,我们观察到很大一部分单个晶体的形成,高度(111)(黄金nanotriangles有趣的光学吸收的电磁波谱的近红外区( 13]。初步研究柠檬草提取和黄金nanotriangles表明酮/醛提取物中可能发挥重要作用在指挥这些纳米结构的形状演化[ 13]。为了测试这个假设是否正确,我们看了其他植物的成分可能存在这样的分子,已经确定了 Piper betle植物作为一个潜在的候选人shape-controlled合成金纳米粒子。阐述了低水氯金酸盐离子的反应 Piper betle叶提取结果的形成单一的水晶大比例急剧顶点和截平面黄金nanotriangles很少数量的六边形。nanotriangles边长的变化从660年到1000海里预计将从nanotriangles高度各向异性的性质;他们表现出大量吸收近红外区。表面增强拉曼光谱(ser)技术通常用于增强拉曼信号的因素104-10年6( 17- - - - - - 19)检测的分子在低浓度和获得信息的表面材料。Sabur et al。 20.]证明了甘氨酸检测极限低至10−12米使用ser强度优化通过控制在上雕琢平面的金纳米粒子的大小和形状。此外,Krpetićet al。 21]表明,金纳米粒子的不同大小的核心中扮演重要角色的设计功能纳米粒子比色和SERS-based传感应用,允许控制纳米粒子组装和可调传感器响应跟踪检测镍(II)离子在水溶液中。最近发现用于提高黄金nanoparticle-based ser基质和超高灵敏度的检测细菌孢子( 22)和黄金nanoparticle-coated生物材料作为ser微探针( 23]。这些报告表明,环境友好合成各向异性的金纳米粒子可能是一个潜在的候选人ser研究。下面是调查的细节。

 2。材料和方法 2.1。各向异性的金纳米粒子的生物合成

非盟的汤用于减少3 +离子非盟0准备通过24 g彻底清洗和细切吗 Piper betle叶子在500毫升和100毫升无菌蒸馏水锥形烧瓶。这种混合然后煮5分钟和4倍棉布过滤冷却到室温。在一个典型的实验,4毫升的这个汤90毫升 1 × 10 - - - - - - 3 米水氯金酸(HAuCl4在室温下)解决方案。在溶液中氯金酸盐离子的bioreduction被定期监测采样和测量UV-Vis-NIR光谱的解决方案。

 2.2。UV-Vis-NIR光谱学研究

UV-vis-NIR光谱测量的 Piper betle叶子extract-reduced黄金nanotriangles作为时间的函数进行的反应在室温下JASCO双光束分光光度计(模型v - 570)在1纳米的分辨率。

 2.3。x射线衍射(XRD)测量

x射线衍射测量的黄金nanotriangles粉进行一个力量中心——axs(模型D8透支)仪器操作40千伏的电压和电流的40 mA铜K α辐射。

 2.4。傅里叶变换红外(FTIR)光谱测量

完成后减少 AuCl 4 - - - - - - 离子的 Piper betle叶萃取精华、隔离的金纳米粒子从自由蛋白质或其他有机生物分子化合物存在的解决方案,进行了离心6000 rpm,持续15分钟。因此,获得金纳米颗粒离心后redispersed之前在水中红外光谱分析。电影的纯化金纳米粒子沉积在硅(111)晶片通过简单下降涂层,进行红外光谱分析在一个优秀的红外光谱光谱分光光度计漫反射率模式4厘米的一项决议−1。

 2.5。透射电子显微镜(TEM)测量

TEM黄金nanotriangles样本准备把一滴碳涂层的纳米颗粒溶液铜网格和允许溶剂蒸发;TEM测量进行JEOL模型1200 ex仪器操作加速电压120 kV。

 3所示。结果与讨论

水氯金酸盐离子的还原动力学反应的 Piper betle叶子汤是UV-vis-NIR光谱学紧随其后。众所周知,金纳米粒子表现出不同深浅的颜色取决于大小和形状的纳米颗粒,也支持咖啡颜色在这项研究中,观察到出现由于激发的表面等离子体共振(SPR)的金纳米粒子 24]。图 1(一)显示了UV-vis-NIR光谱水氯金酸的记录 Piper betle叶子汤反应中反应作为时间的函数。发现随着反应的进行,黄金在ca SPR乐队。551 nm稳步增加强度。这个乐队是指示性的球形纳米粒子的存在的解决方案。除了高峰在551 nm,逐步增加吸收长波长的近红外(NIR)地区电磁波谱的观察。UV-vis-NIR光谱表明,在长波长吸收峰到近红外光谱(图 1(一))。生物合成金纳米粒子的频谱现在清楚地显示了峰值集中在1213 nm, 12小时后的反应。长波长吸收的解决方案可以是由于球形金纳米粒子在溶液聚合 1, 13)或由于各向异性纳米粒子的形成 25]。在早期研究中,我们观察到烧结的小球形金纳米粒子在室温下单一的水晶黄金nanotriangles,表明纳米粒子表面(液状物 13]。图 1 (b)显示了TEM图像记录的生物合成金纳米粒子的反应 Piper betle叶萃取精华。TEM照片显示(图 1 (b)金纳米粒子主要是三角形态)。的biosynthesized nanotriangles由一个三角形的混合物,截断三角形、六边形。截断似乎是一个共同特点,就是这样的盘状金属纳米结构和一再观察到化学准备黄金( 26, 27]和银nanotriangles [ 28, 29日]。目前还不清楚是什么原因形成的截断nanotriangles。纳米粒子的分析表明,nanotriangles /六边形的黄金比例和反应介质是ca。可以提高60%,但近90%通过两个周期6000 rpm的离心洗涤,再分散。的黄金nanotriangles高TEM图像放大的图 1 (d)沿着其表面显示相当大的对比。这种对比是由于菌株在纳米颗粒,表明他们非常平坦,薄,容易扣( 30.]。TEM分析从而明确澄清,强烈的吸收近红外光谱中观察到的 Piper betle叶提取物制备金纳米粒子的形成是由于高度各向异性的纳米结构,而不是由于球形金纳米粒子组装。这里nanotriangles边长的变化从660年到1000纳米(图 1 (b));nanoprism结构与边长合成了微米一样大,但这些并没有表现出与他们相关的光学或化学性质类似物(小 31日- - - - - - 33]。从技术上讲,三角纳米棱柱包含三个锋利的顶点,对他们的光学和电子特性作出了重大贡献 31日, 33]。在某些情况下,纳米棱柱维度可以原位控制通过调整实验参数,包括金属离子和还原剂的比率( 34]。早些时候报告表明球形和多晶nanoplatelet形状低产的球形或nanoplatelets [ 35]。摘要bio-source减少和限制代理 Piper betle叶子的生成导致提取到高收益更高的边长单结晶纳米棱柱(660 - 1000 nm)与我们之前的报道合成金纳米棱柱biosource使用提取 Cymbopogon flexuosus(200 - 500 nm) [ 13), Tamarindus籼(100 - 500 nm) [ 2]。

(一)UV-vis-NIR的反应动力学 Piper betle叶提取与水氯金酸盐离子。曲线1 - 8对应于0,10日,60岁,120年,180年,240年,480年和720分钟后反应。(b)代表TEM显微图的三角黄金纳米粒子通过减少 AuCl 4 - - - - - - 通过 Piper betle叶提取物。(c)的x射线衍射模式 Piper槟榔叶提取物降低nanotriangles确认布喇格反射。(d)高放大TEM显微照片nanotriangles单一黄金。

图 1 (c)显示了x射线衍射模式的黄金nanotriangles获得 Piper betle叶萃取精华的反应。2 θ值标准Au纳米颗粒的38.184,44.392,64.576,和77.547度对应于布拉格反射(111)、(200)、(220)和(311)。而2 θ值的获得黄金nanotriangles 38.2, 44.4, 64.6,和77.8度对应于布拉格反射(111)、(200)、(220)和(311)可能被索引的基础上,fcc结构的黄金。考虑到光源的波长( λ我们2 = 1.54056) θ值几乎与JCPDF匹配文件没有04 - 0784黄金。(200),(220)和(311)布喇格反射极其薄弱,大大扩大了相对强烈的(111)反射。这个有趣的特性表明,金纳米晶在本质上是高度各向异性的,电影中的粒子(111)生产型企业。

红外光谱进行了测量来识别潜在的生物分子 Piper betle叶肉汤负责氯金酸盐离子的减少和限制试剂负责bioreduced金纳米粒子的稳定性。孟买 Piper betle叶子包含( 36)还原糖(葡萄糖)1.4 - -3.2%,非还糖(蔗糖)0.6 - -2.5%,总糖2.4 - -5.6、1.0 - -1.2%,淀粉精油0.8 - -1.8,丹宁1.0 - -1.3。这个成分数据是作为准则来识别可能的降低和稳定生物分子 Piper betle叶子。曲线1和2的图 2(一个)代表的红外光谱谱 Piper betle叶萃取精华和 Piper betle叶萃取精华减少金纳米粒子吸收乐队在759年,792年,812年,864年,914年,965年,996年,1115年,1147年,1282,1410,1514,1602,3195厘米−1和806、912、1018、1110、1263、1384、1522和2966厘米−1,分别。

(1)纯的红外光谱谱 Piper betle叶肉汤和(2) Piper betleleaf-reduced金纳米粒子的波数范围从400到4000厘米−1和(b) 1300到1750厘米−1;(c)这说明水提物 Piper betle叶(1), Piper betleleaf-reduced金纳米粒子(2) Piper betle叶(3)。

在1602厘米的肩膀−1、酮羰基伸展振动的特点,醛类和羧酸。1616厘米−1乐队被分配给芳香碳碳骨架振动/ h变形,最有可能从吲哚乙酸 13]。曲线2显示的红外光谱谱 Piper betle叶萃取精华减少黄金吸收带的1602厘米−1和1410厘米−1。1602厘米的转变−1乐队1522厘米−1是绑定的醛/酮金纳米颗粒表面( 13]。乐队在1602厘米−1是羰基伸展振动的特点 37),可能从酸组中 Piper betle叶提取物。羰基拉伸频率(1602厘米的转变−1低波数(1522厘米)−1其次是1602厘米的消失−1共振可能是由于其绑定的金纳米粒子表面。比较两个光谱也揭示了存在的突出特点在ca。3195厘米−1曲线1,3195厘米−1功能转移到2966厘米−1由于胺分子与金纳米粒子表面的协调( 38]。

在早些时候的报告,我们已经提到过,我们认为黄金nanotriangles的形成是由于减少水 AuCl 4 - - - - - - 离子的还原糖,Raveendran et al。 39利用还原糖 βd葡萄糖为还原剂合成的绿色合成的银纳米粒子。孟买 Piper betle这篇论文使用的叶子含有还原糖(葡萄糖)[1.4 - -3.2% 36]。红外光谱还支持醛/酮结合新兴的球形纳米粒子呈现“液状物”和易于烧结它们在室温下我们早些时候报道( 13]。我们用不同数量的控制实验 Piper betle叶提取物浓度保持恒定体积和chorloauric酸;在这项研究中,我们观察到慢减速率有利于各向异性结构如三角结构的形成。这可以通过保持适当的前体的浓度比和叶提取物。本研究有助于阐明经济物种基因的作用,即水植物提取物在shape-directing因素参与环保合成金属纳米颗粒的各向异性。此外,这些各向异性金属纳米颗粒显示“避雷针效应”,另一种领域增强是指增强电荷密度定位提示或顶点的纳米粒子。当一个电磁场(例如,激光)激发金属的自由电子,高度本地化、强电场的发展在这些锋利的技巧或顶点曲率大,导致这些地区的大场增强。这是高的原因表面增强喇曼散射(ser)活动的各向异性纳米颗粒。在我们的实验室研究使用合成的各向异性的金纳米粒子作为一种有效的ser活性衬底稍后将沟通会。的生物合成金属纳米颗粒在生物也很重要,可以用作光能量转换装置,结合有机二分体。

 4所示。结论

一步合成稳定的黄金nanotriangles高浓度使用 Piper betle叶提取物已被证明。还原糖(葡萄糖)主要负责金属金纳米粒子的形成。这些黄金三角形的高吸收系数在捏造的近红外光谱区域可以利用光子设备(如光学传感器和高热的肿瘤( 40]。黄金nanotriangles也化学传感器开发所需的特征( 2]。除了化学传感bio-sensing, ser研究和催化的最佳侯选资格这些各向异性的金纳米粒子。此外,这些结构尤其有趣,因为他们有电浆特性中的可见光和红外区域,可以准备在高产和容易携带各种含硫吸附物( 41- - - - - - 43),目前正在追赶。

 承认

作者希望表达他们的感谢BCUD (BCUD OSD / 390;约会16/11/2010),普纳大学的财政支持。

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