文摘
Phytosynthesis粒子是生物医学和环境的有效活动。在现在的研究中,二氧化钛(TiO的绿色合成2)纳米粒子使用苦草本植物之王穿心莲香合成和表征利用XRD、SEM、HRTEM、AFM、抗菌、抗氧化、抗糖尿病的活动。介绍粒子的大小显示50 nm,扫描电镜显示了球形,揭示TiO的合成2纳米粒子。XRD谱显示了纳米粒子的结晶度,计算平均大小约22.97纳米。的phytosynthesis TiO2显示了抗氧化和抗糖尿病的活动。同样,毒性研究已经证明了孵化和可行性LD 50 TiO的价值2250年μg / L。目前的研究结果表明,phytosynthesis TiO2使用提取的穿心莲香暴露于潜在的危害因素,生物医学和环境使用。
1。介绍
纳米技术的出现作为一个快速增长的领域的科学和技术制造新材料在纳米尺度上的水平。纳米技术已经广泛应用在各个领域,如生物学、化学、物理学和医学(1]。纳米材料分为有机和无机材料。金属和金属氧化物纳米颗粒有很大的注意力在物理、化学、生物、医疗、光学、机械和工程科学。新技术介绍了检查和操纵单个原子和分子2,3]。各种物理和化学方法合成金属氧化物纳米颗粒。一些常用方法nonsputtering solvothermal,减少,溶胶-凝胶技术和电化学技术。这些方法是昂贵的,有毒的,高压,高能,潜在危险4- - - - - -7]。
纳米粒子的生物合成的主要反应是还原/氧化过程,因为它是一种自底向上的方法。微生物酶和植物植物化学物质的抗氧化或减少属性通常负责准备金属和金属氧化物纳米颗粒8- - - - - -10]。细菌、真菌和印楝等植物提取物,Coriandrum,茶树,莲属lucifera,罗勒属圣所,还有几个用于实现纳米粒子的合成生物学方法(11]。使用植物提取的优点是容易获得,安全处理,拥有国外代谢物的可行性。萜类、黄酮、酮类、醛类和酰胺是负责合成纳米颗粒的植物化学物质12,13]。二氧化钛被广泛用作环保、光催化剂由于其光学性质,高稳定性、无毒性(14]。TiO2纳米粒子已被用于化妆品、制药、和护肤产品,以保护皮肤免受紫外线和白度15]。它也用于油漆、塑料、纸张,油墨,食用色素,和牙膏16,17]。米勒et al。18TiO)报道2生成活性氧当暴露于紫外线辐射,nanoparticulate TiO2用于抗菌涂料。其他掺杂金属和金属氧化物粒子TiO2银、金、铜(19)、铁、锌、铈、李/氧化锌(20.),分别以/洛杉矶2O3和毫克/ Zr / Sr混合氧化物用于化学和物理合成。不幸的是,大多数金属和金属氧化物显示几个缺点的时间过程中,控制温度,可重用性差(21]。
研究人员目前主要关注使用绿色方法合成的纳米粒子,增加生物有效性。的植物物种穿心莲香苦味剂,俗称国王和nilavembu在印度,属于爵床科家族。该物种具有抗菌等药理特性,抗氧化,抗炎,抗寄生虫、抗高血糖药,那些和抗过敏药22- - - - - -24]。其他二氧化钛纳米颗粒进行了使用紫外可见光谱仪光学特性,使用扫描电镜结构表征,原子力显微镜,x射线衍射,抗菌,抗氧化,抗糖尿病的活动。斑马鱼已成为生物模型研究近几十年来人类疾病(25斑马鱼,nonmammal,不如老鼠与人类的进化;尽管有缺点,在疾病研究斑马鱼已经变得更加普遍,因为他们的处理、低成本、快速的开发周期,繁殖力、高人类遗传相似之处,和透明的身体(26]。
2。材料和方法
2.1。化学和植物材料
氧化钛(IV)用于本研究从默克公司购买达姆施塔特(德国)。所有的试剂都使用前未经纯化。这种植物穿心莲香从Vellore区域收集树叶,泰米尔纳德邦,印度。
2.2。制备树叶中提取
穿心莲香收集树叶,植物的一部分被分离和蒸馏水清洗。这些部分被风干了7天,磨细粉。然后,1克重,放入100毫升蒸馏水的烧杯和煮60 - 70°C约10分钟。然后,原油提取绘画纸1号滤纸过滤,储存在冰箱里为进一步使用。
2.3。TiO的合成2纳米粒子
TiO的2NPs从以前文献报道的合成已经完成27]。随后,叶萃取精华被20毫升,80毫升的二氧化钛添加和保存在一个瓶1小时在室温下。之后,解决方案是在80°C的过滤和干12 h和煅烧2 h的500°C。然后,粉末是存储为进一步测试。
2.4。TiO的表征2纳米粒子
晶体结构和平均晶体合成TiO的大小2NPs特点使用x射线衍射仪使用Scifert衍射仪。TiO的合成2纳米颗粒减少钛金属离子在溶液中穿心莲香叶子中提取特征,珀金埃尔默λ,紫外可见分光光度计。钛纳米粒子的表面形态特征用SEM和AFM。EDX分析进行确认在粒子和二氧化钛的存在检测其它基本粒子的成分。TGA分析是为了了解生物合成二氧化钛纳米粒子在室温下改变了物理和化学性质在每分钟20°C 800°C。
2.5。纳米二氧化钛的抗菌和抗真菌的活动
合成TiO的抗菌活性2纳米粒子是由琼脂扩散法。新鲜的殖民地芽孢杆菌sp。大肠杆菌,沙门氏菌sp. Muller-Hinton平皿上传播。50μL的二氧化钛纳米颗粒填充在琼脂。然后,盘子被孵化24小时36±1°C,和抑制测量区(28]。合成二氧化钛纳米粒子的抗真菌活性测试白色念珠菌培养玫瑰红平皿上加上50μL盘二氧化钛纳米粒子的扩散法(29日]。
2.6。二氧化钛纳米粒子的抗氧化和抗糖尿病的活动
合成二氧化钛纳米粒子的抗氧化活性是决定采用DPPH实验法(30.]。答:香植物提取物和TiO2筛选抗糖尿病的活动。据估计使用阿尔法淀粉酶测定方法(31日]。
2.7。斑马鱼胚胎毒性
2.7.1。鱼维护和二氧化钛纳米颗粒接触
野生型斑马鱼(鲐鱼类)获得从当地供应商、印度和住在单独的坦克和维护条件下温度(28±2°C),光/暗周期14:10 h), pH值(6.8 - -8.5)。鱼美联储使用商用干血蠕虫或最佳食物一天两次。斑马鱼胚胎收集跨越一女和三个雄性繁殖。简单地说,男性和女性身体都隔开一块透明的整个晚上,第二天早上就被移除的光周期允许繁殖。可行的鸡蛋收集至少清洗三次,刚做好的E3介质不亚甲蓝(氯化钾氯化钠5毫米,0.17毫米,0.33毫米CaCl2,0.33毫米MgSO4pH值7.2 - -7.3),28.5°C。受精卵是立即放置在6日12,24-well文化板块(20胚胎2毫升溶液/)。每组实验治疗和控制有三个复制。股票暂停二氧化钛纳米颗粒被直接将二氧化钛纳米粒子添加到刚做好的E3介质和分散的声波降解法(50 W, 40 kHz) 15分钟。二氧化钛纳米颗粒添加E3介质的pH值维持在7.2 - -7.3。健康的受精胚胎孵化与二氧化钛纳米颗粒浓度(0),50岁,100年,150年、200年和250年μ24 - 96 g / L高通滤波器。nanoparticle-exposed组,死胚胎从盘子每12 h。实验板都是裹着箔排除光和保持在28°C。
2.7.2。斑马鱼胚胎评价
在整个曝光时间在受精后,斑马鱼胚胎的胚胎发育阶段立体显微镜下观察。胚胎暴露在二氧化钛纳米颗粒浓度(0,100,150,200,和250年μ24 - 78 g / L)高通滤波器。胚胎死亡率和孵化率进行评估每24 h。用于调查的端点形成危险包括开发生活/人工孵化的胚胎死亡率和孵化率。畸形被描述和捕获的胚胎和幼虫的控制和治疗组。畸形的胚胎的照片拍摄在立体显微镜(视,意大利模型;T3 15、意大利)和异常胚胎的比例为每24小时数(32]。
3所示。结果与讨论
3.1。视觉观察
图1之前和之后显示了合成二氧化钛纳米颗粒穿心莲香提取。TiO的2纳米粒子添加到答:香提取和保存在一个振动器在室温下24小时。我们可以看到颜色变化后24小时,这显示了TiO的合成2纳米粒子的答:香提取。符合TiO的浑浊发白的颜色变化2纳米颗粒的合成。
(一)
(b)
3.2。紫外可见光谱分析
合成TiO的光学特性2纳米颗粒,研究了利用紫外可见光谱分析,主要取决于表面等离子体共振(SPR),用于测量物质吸附到金属纳米颗粒的表面(13,33]。图2显示了TiO的表面等离子体共振2纳米粒子合成使用答:香。等离子体峰值及其宽度取决于金属纳米粒子大小、金属的性质,介质介电常数。光谱显示SPR的二氧化钛纳米粒子的特点在550海里,这显示了TiO的初步确认2纳米粒子。
3.3。形状和元素TiO的识别2纳米粒子
表面形态和TiO的大小2纳米粒子被使用扫描电子显微镜检查。图3(一个)显示了TiO的扫描电镜图像2纳米粒子合成的植物提取物答:香在不同的放大。可以看出合成纳米粒子是球形和正方34]。成群的出现可能是由于TiO的聚合2。元素成分和能量色散x射线能谱分析进一步证实了。图3 (b)显示TiO的EDAX分析2NPs在答:香这证实了发展纳米粒子是由钛和氧组成的。Ti和O的重量百分比组成为39.97%和60.03%,分别。这表明没有其他杂质存在于样本(35]。
(一)
(b)
3.4。二氧化钛纳米粒子的大小和稳定
图4(一)显示了TiO的透射电子显微镜图像2纳米粒子合成的植物提取物答:香,揭示粒子的单分散和球形的形状。粒子的大小在50 nm范围表明,TiO2纳米颗粒具有良好结晶度(36]。图4 (b)显示了动态光散射TiO的图像2,揭示了电动电势稳定在−40 mV,表明纳米粒子的活性和稳定性37]。
(一)
(b)
3.5。XRD分析二氧化钛纳米颗粒
As-synthesized TiO的x射线衍射模式2纳米粒子图所示5。粉末材料的峰值确定相应的(101)、(112)、(200)、(211)、(213)、(220)和(206)晶面。所有的衍射峰是定义良好的,可以确定TiO2纳米颗粒(jcpds - 21 - 1272)。XRD模式并没有发现独特的山峰与其他晶体形式有关,表明该产品是锐钛矿phase-pure。从山顶扩大,平均微晶的大小和样本计算是22.97 nm左右(38]。
3.6。AFM分析二氧化钛纳米颗粒
研究了表面形态使用AFM(原子力显微镜)。图6(一)显示了TiO的AFM图像2纳米粒子,和图6 (b)显示了AFM的图像答:香植物提取物。随着温度增加,TiO的表面形貌和粗糙度2纳米颗粒发生了重大的变化是由于相变TiO的锐钛矿向金红石和增长2微晶。用SEM、EDAX分析相比,可以看出没有其他杂质(39]。
(一)
(b)
3.7。热重量分析
TiO的热性能2使用热重量分析纳米颗粒进行了研究。图7显示了TiO的TGA曲线2纳米粒子。图表说明了减肥40°C由于湿度和有机化合物的释放。减肥40°C和样本的大约2.387%,并归结为物理吸附解吸/保留水和酒精和丙酮溶剂的波动性。第二个减肥460°C之间反射消除化学结合水和有机植物残体的热分解40]。
3.8。抗菌活性
绿色合成TiO的抗菌活性2纳米粒子是由琼脂扩散法反对大肠杆菌,沙门氏菌sp。芽孢杆菌sp。TiO的抗菌活性2纳米粒子图所示8。高区抑制被观察到沙门氏菌sp。,而欧元区的抑制大肠杆菌和芽孢杆菌sp.是更少。这表明欧元区抑制TiO的增加2纳米颗粒。抑制的区域以毫米。二氧化钛纳米粒子有效参与细菌生长的抑制作用41,42]。抗真菌活性进行了测试白色念珠菌。这表明欧元区的抑制,导致绿色合成TiO长大2纳米颗粒抗真菌活性对白色念珠菌。
3.9。抗氧化活性(DPPH自由基清除)
图9表明合成TiO2纳米粒子的浓度增加抗氧化活性。先前的研究表明,TiO的抗氧化活性2纳米颗粒具有良好的抗氧化活性。因此,它是TiO证实2纳米粒子合成使用答:香也有抗氧化活性。如今,纳米粒子被广泛用于抗氧化活性改善他们的生物医学应用程序(43- - - - - -45]。
3.10。抗糖尿病的活动
的抗糖尿病的活动答:香介导的二氧化钛纳米颗粒进行使用阿尔法淀粉酶测定(图10)。10μL (α淀粉酶溶液(0.025毫克/毫升)与240年了μL(包含不同的植物提取物浓度的磷酸盐缓冲剂。孵化在37°C。100年μL的淀粉溶液添加到植物提取物5毫升蒸馏水。空白的是没有α没有淀粉溶液的淀粉酶,而控制。吸光度是在565海里。合成TiO的抗糖尿病的活动2纳米颗粒显示浓度的增加。我们最好的知识,更少的文档是用于TiO的抗糖尿病的活动2纳米粒子。
3.11。绿色合成TiO体内毒性2纳米粒子
斑马鱼胚胎的孵化率暴露在各种浓度的二氧化钛纳米颗粒在早期胚胎阶段在图所示11。在合理的条件下,斑马鱼胚胎孵化期从48到72年高通滤波器。TiO2粒度是50 nm,少于绒毛膜的大小;这是0.5 - -0.7μm。这个粒子大小通过毛孔进入胚胎绒毛膜对面(46]。粒子的聚集块毛孔,减少营养物质的交换(47]。然而,我们的粒子不是沉积物进行聚集,所以他们种族运输养分交换绒毛膜毛孔。与对照组相比,150年μg / L二氧化钛nanoparticle-treated组显示显著的孵化延迟。然而,≥150μg / L的穿心莲香介导的二氧化钛纳米颗粒显示缺乏胚胎孵化率。的胚胎细胞周期28-48高通滤波器视网膜细胞内的核层postmitotic [48,49]。这项研究表明,核层开始分化。然而,它可以识别72高通滤波器在感光区域。我们的数据表明,二氧化钛暴露引起的发育毒性和正常和健康的对不成熟的斑马鱼胚胎孵化的影响。
胚胎暴露于0 - 250μ克的二氧化钛纳米颗粒,观察异常在24 - 72高通滤波器,如图所示12。然而,在浓度≥250μg / L的二氧化钛纳米颗粒,治疗的胚胎和幼虫表现出严重的畸形和未孵化的胚胎,而凝固(图13)。≥200μg / L和250μg / L的浓度,影响胚胎无法孵化,最终死亡。曝光控制解决方案(E3介质)斑马鱼胚胎没有产生任何发育缺陷。二氧化钛纳米颗粒治疗组明显较小的畸形率即使在最高浓度。一些畸形模式,包括卵黄囊和心包水肿尾巴弯曲、轴弯曲,脊柱弯曲,没有观察到二氧化钛nanoparticle-treated组,如图13。这些观察表明,二氧化钛纳米颗粒没有诱导胚胎表型发展胚胎。在先前的研究中,二氧化钛纳米颗粒是绿色的合成田菁属开大花的叶提取物、畸形率,结果显示高48 - 72年高通滤波器斑马鱼胚胎在最高浓度为2.5 mg / L (50]。当前的研究结果证明了这一点穿心莲香叶extract-mediated二氧化钛纳米颗粒在最低浓度(250μg / L)不会引起任何在斑马鱼胚胎畸形。
4所示。结论
Phytosynthesized TiO2NPs叶中提取的答:香从植物源环保和低成本的材料。合成材料可以提供高质量的工业生产使用可生物降解和可重用的自然资源。TiO的存在和特征2NPs证实了XRD、SEM、EDX、AFM、TEM、TGA和方法存在剂量依赖的相关性,如抗菌活性,将减少等病原微生物大肠杆菌,芽孢杆菌sp。伤寒沙门氏菌和fungus-like白念珠菌重要的医学应用。TiO2NPs在表面的胚胎产生重大影响。绿色合成TiO2NPs使用答:香叶提取物显示了斑马鱼的潜在毒性。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。