文摘
广泛应用激励需要合成的纳米粒子。这里,无毒、环保和具有成本效益的方法建立了银纳米粒子的合成使用提取的柠檬皮(柠檬)、绿色橘皮(素类)和橙皮(柑橘tangerina)。合成的纳米粒子已经使用紫外可见absorptionspectroscopy特征,傅里叶变换红外光谱、透射电子显微镜(TEM)。这些合成银纳米粒子的紫外可见吸收光谱显示了一个吸收峰在440纳米左右。TEM照片显示不同大小不同形状的粒子。此外,纳米银的抗菌活性是由扩散评价方法和观察,绿色合成银纳米粒子有一个有效的抗菌活性大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。本研究的结果可以为纳米生物医学应用是有益的。
1。介绍
金属纳米粒子具有独特的光学和光电性能,在1 - 100纳米的大小范围,因此,他们发现在各领域的广泛应用催化、电子、光学、环境和生物技术是一个持续的兴趣领域(1- - - - - -4]。在这些纳米材料中,银纳米粒子(AgNPs)是常用的在许多应用程序中由于其独特的光学特性,相对较高的稳定性,并与生物分子结合能力强(5- - - - - -7]。几种方法包括化学、光化学、电化学和生物方法被用来合成不同大小和形状的纳米颗粒,以满足不同的应用程序的具体要求(8- - - - - -12]。化学和物理方法传统上参与的合成纳米粒子对环境造成污染。此外,化学路线产生许多有害的副产品也对环境造成问题。因此,有必要对绿色合成的纳米粒子,包括一个干净、安全、环保的路线,合成纳米颗粒的合成路线中不涉及高温、压力、能量和有毒化学物质(13]。
一些环保的方法被用来合成纳米粒子因为他们有几个优势,如成本效益,简单性和兼容性的抗菌和抗氧化活性。许多科学家都致力于绿色合成的纳米粒子从植物提取物14,15]。AgNPs也从各种植物合成部分如根、种子、叶、茎,对不同的应用程序和鲜花,尤其是生物医学应用(16]。例如,水提取的醉蝶花属人造丝,牛至属植物vulgare,罗勒属tenuiflorum,茄属植物trilobatum,气味清香cumini,凤仙花,马樱丹属卡马拉,积雪草的被用于合成AgNPs的抗菌性能(16- - - - - -19]。研究人员还采用石花菜amansii,浒苔泥蜂,Phanerochaete chrysosporium,短芽孢杆菌,胡萝卜胡萝卜AgNPs和检查他们的生物合成抗菌性在过去几十年13]。
伤口被细菌污染是一种常见的问题,因此,预防伤口污染是很重要的。许多药物是推荐标准伤口护理。然而,一个有效的抗菌敷料可能有助于促进正常的伤口愈合。许多研究人员证明了AgNP增强抗菌功效在体外,这是证明AgNP抗菌伤口护理[是一个很好的人选20.,21]。
银纳米粒子合成的银离子还原成中性的银原子。这是通过还原银离子的还原剂(22]。的皮柑橘类sp.水果富含黄烷酮类和许多polymethoxylated黄酮,在其他植物是非常罕见的,这些材料可以作为降低代理AgNPs合成的。在这个研究中,AgNPs通过使用提取的绿色合成方法合成皮的柠檬,橙色,橙色和绿色。抗菌活性的合成AgNPs孤立等临床重要的菌株大肠杆菌和金黄色葡萄球菌研究了在此工作。
2。材料和方法
2.1。材料
硝酸银是购买有机柠檬贸易(Pvt)有限公司(柠檬)水果获得农业部的农场,斯里兰卡东部大学(EUSL)。绿色的橘子(类)在Batticaloa是从家花园,斯里兰卡,和橙色水果吗(柑橘tangerina)在Batticaloa从超级市场购买。新鲜的纯文化的发展大肠杆菌和金黄色葡萄球菌拍摄的微生物学、卫生保健科学教师,EUSL。所有的解决方案都准备在蒸馏水。玻璃制品都是正确地用蒸馏水洗净,干炉前使用。
2.2。绿色合成的银纳米粒子
2.2.1。皮提取物的制备
柠檬、橙、绿色的橘子皮用蒸馏水彻底洗净,切成小块。8 g的水果皮转移到80毫升蒸馏水和单独煮2 - 5分钟。获得的提取物是滤纸过滤,每个滤液分别收集到250毫升锥形烧瓶和储存在4°C为进一步使用23]。
2.2.2。银纳米粒子的制备
绿色合成的银纳米颗粒,3毫升每个水果提取精心添加到40毫升的水AgNO 1毫米3解决方案在250毫升瓶和保持它在室温下在黑暗条件下为5个小时。改变颜色从无色到红棕色或金黄色的胶态悬浮体证实了银纳米粒子的生物合成24)(图1)。
(一)
(b)
(c)
2.3。描述
的紫外可见吸收光谱合成AgNPs记录在不同的时间间隔使用Biobase D580系列双光束紫外可见分光光度计的狭缝宽度和光谱带宽1.0海里。吸收光谱several-week-old AgNPs样本也记录检查他们的稳定性。傅里叶变换红外(ir)光谱范围被记录在4000 - 400厘米−1使用热科学(力量顶点80)傅立叶变换红外分光光度计。样品被放在钻石水晶板,并使用ATR光谱被记录模式。这些纳米颗粒形态的研究使用一个(JEM2100)执行人力资源TEM JEOL透射电子显微镜(TEM)。
AgNPs样本准备TEM成像通过将一个1.0μl (AgNPs胶态悬浮碳涂层400目铜网格,让这部电影在TEM网格站2小时,让网格干燥前测量。
2.4。测试微生物菌剂
两个人类致病性细菌等大肠杆菌和金黄色葡萄球菌本研究选择。两菌株都是开发的营养琼脂培养基在37°C(细菌生长在营养肉汤37°C和保存在营养琼脂偏在4°C)。
2.5。抗菌活性
纳米银的抗菌活性合成在三种不同的方法研究了使用标准扩散方法对两个人类致病菌等大肠杆菌和金黄色葡萄球菌(25]。大约15 - 20毫升的营养琼脂倒在玻璃培养皿,我们允许他们巩固。琼脂表面的每个板块都有各自的无菌棉拭子细菌菌株。琼脂板是穿孔的无菌软木钻孔机5毫米大小。不同卷(20、40、60、80和100μl)含有纳米粒子被接种的解决方案在这些洞。盘子被允许为30分钟到1个小时备用。板块在孵化为48 - 72小时37°C。然后,抑制测量的区域。
添加柠檬、橙、绿色橙皮提取物硝酸银溶液导致颜色的变化从无色到红棕色为5小时在室温下孵化。轻微的颜色变化是观察到的后半小时内果皮提取物和色彩的强度随着时间的增加。颜色变化的解决方案被认为由于银纳米粒子的表面等离子体振动(26,27]。银离子的还原后颜色的变化(Ag)+银纳米粒子(Ag)0)如图1。
3所示。结果与讨论
3.1。紫外可见光谱
在紫外可见光谱在不同的时间间隔记录硝酸银水溶液的柠檬皮中提取图所示2(一个),橙皮提取物在图所示2 (b)、绿橙皮中提取图所示2 (c)。所有三个样本显示光学吸收带峰值在430 - 450纳米左右,典型的吸收金属Ag纳米颗粒,由于表面等离子体共振类似报道文献[28]。之间有轻微的吸光度值的变化这三个提取这意味着变化是由于粒子大小或形状(29日]。反应时间对银纳米颗粒合成的影响还与紫外可见吸收光谱,研究观察到,随着时间的增加,峰变得更加激烈。强度的增加是由于越来越多的纳米银离子之间的发展由于还原反应和生物分子存在于水溶液中。然而,经过48小时的反应时间、表面等离子体共振带强度几乎不变,说明反应的完成。然而,2周后,峰的强度开始减少柠檬和橙皮(图2(一个)和2 (b))和吸收峰开始转向更高的波长绿色橙皮(图2 (c))。在这个过程中,没有明显的颜色变化观察到的解决方案。这表明合成银纳米粒子的稳定使用这些果皮提取物是持续了大约2 - 3周后,颗粒开始积累,所显示的吸收峰的变化。此外,紫外可见光谱分析是1毫米硝酸银溶液,纯柠檬皮提取物、橙皮提取物,和绿色橙皮中提取,发现他们并没有显示任何特征峰。
(一)
(b)
(c)
3.2。傅立叶变换红外光谱
。果皮提取物被用作还原剂合成银纳米粒子,因此,红外光谱是用来证实这减少的过程。在这方面,表面官能团的存在使用傅立叶变换红外光谱研究了银纳米颗粒。这个结果证实的可能形成生物还原和高效稳定的绿色合成银纳米粒子通过柑橘sp.皮提取物。如图3,所有三个银纳米粒子合成使用的傅立叶变换红外光谱提取柠檬皮、橙皮、和绿色橙皮所示的吸收峰值约2950 - 3670,3331,2115,1636,597厘米−1。一个广泛的吸收带2950至3670厘米−1是由于地拉伸频率。乐队在1636厘米−1对应于C = O拉伸羰基和芳香的C = C伸缩振动。弱峰约2115厘米−1可以分配给炔组出现在提取的植物化学物质。宽阔的山峰597厘米左右−1与银纳米粒子从羟基与氧气结合。没有或没有多少变化的傅立叶变换红外光谱中,银纳米粒子的合成这三种不同的水果皮提取物。这些红外峰主要归功于黄酮类和萜类化合物过度出现在植物提取物用作还原剂在银纳米粒子的合成30.]。此外,结果是在良好的协议与发现在文献[31日]。
它可以得出从红外光谱的一些有机化合物柑橘类sp.皮提取物如类黄酮、生物碱、香豆素类、酚醛物质可能参与减少银盐Ag)0。和这些化合物作为限制和稳定剂有助于防止银纳米粒子堆积。然而,完整的机制的银纳米粒子的合成皮提取的植物化学物质的还原反应柑橘类sp.水果进一步阐明。
3.3。透射电子显微镜法
合成银纳米粒子的形态研究是使用透射电子显微镜(TEM)执行。TEM图像合成银纳米粒子使用柠檬皮、橙皮、绿橙皮图所示4(一)- - - - - -4 (c),分别。图4(一)表明,粒子的分散和球面形状,虽然一些粒子发现椭圆和/或具有各向异性结构的不规则形状。这样biosynthesized纳米粒子的大小和形状的变化是很常见的(32]。TEM分析表明,大多数粒子大小约10 - 70海里。图4 (b)显示了银纳米粒子合成的TEM图像使用橙皮提取物混合人口包含三角形银纳米粒子,杆,近球形,球形,六角形状与大小范围从5到80海里。有些小尺寸粒子可能是处于增长阶段。图4 (c)显示绿色,银纳米粒子的合成橙皮提取物有形状主要是球形和不规则的尺寸范围10 - 50 nm。
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(b)
(c)
柑橘类水果含有天然抗氧化剂,如类黄酮、生物碱、香豆素和酚醛树脂,和他们的皮,,它代表的是主要浪费分数,被用作糖蜜、果胶、冷榨油,柠檬烯(33]。丰富的柠檬酸和抗坏血酸在柑橘类水果中提取可能负责减少金属离子和高效的合成纳米粒子稳定。因为柑橘类水果含有丰富的柠檬酸、来源柠檬,素类,柑橘tangerina被用作bioreductant合成的银纳米粒子。
酚酸含有酚核和一个羧基形成共轭含苯氧基的激进上占他们的抗氧化潜力。人们普遍认为,酚类的氧化会导致稳定的含苯氧基的激进的形成在最初阶段。这个激进的极其稳定的非局部化在整个分子(34]。因此,酚酸作为还原剂和由硝酸银氧化,导致银纳米粒子的形成。
3.4。纳米银的抗菌效果
银纳米粒子合成的抗菌活性通过这种方法研究了扩散方法对革兰氏阴性细菌大肠杆菌和革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌。图5和6表明AgNPs合成的抗菌活动使用柠檬皮(数字5(一个)和6(一))、橙皮(数字5(一个)和6 (b)),和绿色橘皮(数字5(一个)和6 (c))对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,分别。
(一)
(b)
(c)
(一)
(b)
(c)
AgNO的抗菌活性3,纯柠檬皮、橙皮和绿色橙皮也测试了。标准的抗生素的抗菌效果,如Bactrim (大肠杆菌)和头孢氨苄(金黄色葡萄球菌)也检查一下。的值区抑制观测井的合成银纳米粒子表1和普通皮提取物(控制)和标准抗生素在表2。
结果表明,没有特定的抗菌活性大肠杆菌和金黄色葡萄球菌由AgNO3(表2)。这可能是由于其低浓度(1毫米)。相同数量的柠檬皮、橙皮和绿色橙皮提取物显示微不足道的抗菌活性与银纳米粒子的活动相比60的剂量μl(表1和2)。是假定,柑橘类水果的皮提取物用于具有抗菌活性,必须通过更大的抑制反射区。然而,他们仅显示非常低的活动因其介质提取以及在实验浓度较低。
已经观察到银纳米粒子更有效对抗大肠杆菌比金黄色葡萄球菌。此外,纳米银的杀菌活性被发现随着剂量增加而增加(表1)。橙皮中提取,银纳米粒子的合成显示抑制比其他人(表1)。这可能是由于各种形状和大小的纳米粒子。文献表明,纳米银的杀菌性能完全依赖于粒子的大小和剂量和更积极的反对比革兰氏阳性细菌革兰氏阴性细菌(35]。可能的原因可能的成分和厚度的差异在细胞壁肽聚糖层。革兰氏阳性细菌拥有一个三维的肽聚糖层∼80纳米厚(10倍比革兰氏阴性细菌),银纳米粒子更容易受到攻击。据说银与硫醇组织细胞膜上的蛋白质相互作用,导致阻塞的呼吸和生产最终死亡36]。
它也表明,银纳米粒子的相互作用与细胞壁形成的膜透性增加毛孔或坑,从而导致死亡的细菌(37]。
4所示。结论
在这项研究中,一种简单的方法被用来合成AgNPs使用三个柑橘类水果的皮。植物化学物质存在于果皮提取作为一种有效的降低和稳定剂。合成的纳米颗粒的特征是利用紫外可见光谱,红外光谱和透射电镜。TEM分析发现,生物合成银纳米粒子很分散,没有结块。纳米颗粒的大小范围从5到80 nm等不同形状的球形,三角形、六角棒。这AgNPs表现出广谱抗菌活性,对革兰氏阴性(大肠杆菌)和革兰氏阳性(金黄色葡萄球菌)的细菌。银纳米粒子的抗菌活性是通过抑制区。这种方法合成的AgNPs成本效益和环保的。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
的利益冲突
作者没有利益冲突有关的出版。
确认
作者欣然承认斯里兰卡纳米技术研究所(SLINTEC)提供仪器设备分析样本,也感谢美国人类生物学的医疗科学教师为本研究提供了两种类型的细菌。