文摘
传统使用化学方法合成银纳米粒子会产生有毒物质。相反生物合成被认为是一种安全、无毒的过程但生物合成的主要缺点是,这个过程是缓慢的。在目前的调查,我们开发了一种快速、绿色合成的银纳米粒子使用色素产生的链霉菌属coelicolor在90年代klmp33。银纳米粒子通过紫外可见光谱,透射电子显微镜(TEM)、x射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)。biobased综合开发的这个方法是一种安全,快速,适合笨重合成银纳米粒子的方法。
1。介绍
纳米技术的基础预计将在21世纪许多重要的技术创新(1]。各种物理和化学方法对银纳米粒子的合成报道,但大多数这些方法引起潜在环境和生物危害2]。物理和化学方法相比,生物合成利用微生物和植物被认为是一个安全的和环保的过程3]。一些生物合成方法,利用微生物枝孢属cladosporioides(4),尖孢镰刀菌(5),被认为是安全的,符合成本效益,环保的方式和替代化学和物理方法,但是这些方法也有缺点,这些过程相当缓慢6]。平行于微生物介导的合成,一些植物介导快速合成方法使用原油提取的植物部分花楸属aucuparia(7),藜(8)也报道,但大规模使用的植物为工业目的合成可能导致的损失价值的物种(9]。因此,有必要开发一种快速、环保合成银纳米粒子的过程。
在早期的研究中,我们报告的合成银纳米粒子使用产生的色素链霉菌属coelicolorklmp33光致辐照方法在20分钟,但我们仍认为合成更耗时10]。所以,我们探索不同的方法使用相同的色素产生的美国coelicolorklmp33来克服这个问题。在不同的方法,微波辅助合成显示有前途的结果;微波辐射的优势在传统生物合成的动力学反应速率的改善是由于快速加热和渗透,这可能会导致一个狭窄的粒径分布(11,12]。
合成银纳米粒子的使用这种方法显示了令人惊讶的结果;银纳米粒子的合成在90年代。
2。实验
2.1。分离和鉴定美国coelicolorklmp33
的美国coelicolorklmp33孤立古巴的土壤样本,印度,和基于16 s rRNA序列的识别,获得的序列被提交给基因库下加入JQ27722数量。的美国coelicolorklmp33生长最好在27°C和产生一个蓝色颜料经过3天的孵化。
2.2。分析和色素的溶解性
美国coelicolorklmp33文化是生长在淀粉酪蛋白的媒介。经过3天的孵化产生的蓝色色素被离心分离生物质在10000转10分钟。合成色素化验使用薄层色谱法进行硅胶60 F254年盘子(默克公司)与苯乙酸(9:1;v / v)为溶剂。色素获得作为一个点一个射频值为0.28指示的伽马actinorhodin actinorhodin(模拟)。
色素溶于氯仿和甲醇,但不溶于二氧六环。溶解度的结果与γactinorhodin [13]。
2.3。银纳米粒子的合成
银纳米粒子的合成,不同体积的不同浓度的硝酸银溶液(10−3米和10−2M)服用1毫升的色素(1:1、2:1、3:1,4:1,5:1,6:1,7:1,8:1,9:1,10:1,11:1、12:1,13:1,14:1,15:1,16:1、17:1,18:1,19:1,和20:1)和暴露在微波辐射在一个固定的2.45 GHz的频率。根据结果我们跟着以下协议:
20毫升的10−3M硝酸银处理1毫升的色素和不同时期暴露于微波辐射。
2.4。银纳米粒子的表征
银纳米粒子的表征是初步使用紫外可见光谱(Systronics 2200双光束紫外可见分光光度计)。紫外分析90年代进行了一段。合成进一步证实了用x射线衍射(XRD)记录使用Rigaku天涯4 x射线衍射仪。辐射是Cu-K使用α40岁(0.154海里)kV和35 nm 2°/分钟的扫描速度。
确定银纳米粒子的大小和形状,透射电子显微镜(TEM)。TEM图像获得使用飞利浦CM200乐器。样品分析是由涂层碳涂层与含水银纳米颗粒铜网格。5分钟后,额外的解决方案是用吸墨纸,然后网格上的电影干下红外光线。
红外光谱研究色素粉和银纳米颗粒是由离心法色素和银纳米粒子溶液在10000 rpm为20分钟。颜料干完全获得的固体残渣,而银纳米粒子的固体残渣进一步用蒸馏水洗净去除任何独立的生物半个从纳米颗粒的表面,然后合成渣是完全干。粉末样本用于红外光谱测量,与钻石的那些时光iS5进行NICOLET ATR。红外光谱峰识别和表达在波数(cm−1)。
3所示。结果与讨论
的传统和最广泛使用的方法合成金属纳米粒子使用湿化学过程,涉及越来越多的纳米颗粒在液体培养基中含有多种反应物,特别是减少代理。这种方法的优点是高容量的低成本合成,但该方法的主要缺点包括易制毒化学品的污染和使用有毒溶剂,它显示了环境和人类健康带来不利的影响(14]。相反生物合成利用微生物和植物被认为是一种安全、环保的过程;最近巴拉吉等人报道微生物辅助合成银纳米粒子在78 h利用1-week-old真菌的生物量枝孢属cladosporioides(4]。同样杜兰等人合成银纳米粒子使用6-day-old生物量尖孢镰刀菌菌株在72 h (5]。尽管这些方法是安全的,环保的,这些过程相当缓慢,工业上可行的,它们需要无菌条件(高15]。为了克服这些缺点,一些快速合成方法使用的植物和蘑菇提取也有相关报道。Dubey等人使用花楸属aucuparia植物提取和合成银纳米粒子在15分钟和展示了山梨酸及其盐作为还原剂中提取(7]。同样Bhat等人也快速合成使用蘑菇提取和显示黄素作为一个可能的还原剂,但这些方法的主要问题是分离提取的还原剂(16)和大型工业目的使用的植物和蘑菇可能导致失去有价值的物种。在当下我们描述一个简单的工作,快速、环保过程使用蓝色色素产生的银纳米粒子美国coelicolorklmp33微波辐射。
银纳米粒子的合成,1毫升的色素添加AgNO 20毫升3和90年代microwave-irradiated一段。解决方案从无色布朗在90年代和400年和450年之间的最大吸收纳米稳步增加反应时间的函数,由于银纳米粒子表面等离子体共振引起的可见区域(17),这显然表明初步合成银纳米粒子(图1)。
比较的目的,AgNO 20毫升3解决方案是暴露在微波辐照,用作一个空白。没有变化的颜色在这个AgNO3解决办法是观察,表明色素是可能的还原剂(图2)。
的合成是通过x射线衍射进一步证实。图3显示了一个代表模式减少AgNO后合成的纳米粒子3。强烈的峰值对应于(111),(200),(220)和(311)观察。这些山峰可以索引基于FCC结构的银(JCPDS文件没有。03 - 0921),确认水晶银纳米粒子的性质。进一步的能量色散(ED)的银纳米颗粒在图模式4(一)再次确认水晶银纳米粒子的性质。
一个代表性的TEM图像如图4(b)清楚地表明银纳米颗粒是不规则的形状有平均大小50 nm。这个范围的粒子是众所周知的有很好的抗菌活性(10]。在仔细观察,我们可以看到一个薄层表面的纳米颗粒(图4(c))(红箭头标志的纳米颗粒显示)表明,这些有机半个可能负责的稳定和interbinding银纳米颗粒。
图5显示的红外光谱谱纯化银纳米粒子和色素。纯化纳米粒子表现出吸收峰在1149,1616,1645,3333厘米−1由于循环C-O-C, C = O和官能团,分别。获得的山峰与色素相比,强度弱峰的轻微改变观察纯化银纳米颗粒。从红外光谱光谱可能推断,色素可能还原剂参与合成的银纳米粒子。进一步的色素可能会形成一层银纳米粒子(即。、生物限制),阻止粒子的聚集。因此,纳米粒子稳定。
为什么色素作为还原剂的确切机制还不清楚;据我们所知可能是水中的可溶性色素的性质使得它对微波加热的最佳溶剂。色素作为还原剂/稳定剂在微波辐照协助传统液相合成策略基于氧化还原反应准备银纳米粒子(18]。
4所示。结论
在这项研究中,我们报告的快速合成银纳米粒子在90年代由微波辐射方法使用色素作为还原剂。XRD分析表明,纳米银的结晶性质,和TEM图像表明,粒子不规则的形状有平均大小50 nm可作为抗菌剂。红外光谱研究表明,色素是还原剂。综合开发研究中有着独特的优势生物和化学方法快速,安全,无毒,而且合成银纳米粒子的这条路线是适当的方式来开发绿色技术批量合成的银纳米粒子为工业目的。
利益冲突
作者没有利益冲突声明。
承认
作者欣然承认金融支持大学拨款委员会(UGC),新德里(f。42-487/2013 (SR)),开展这项工作。