文摘

本研究描述了抗氧化,抗菌,银纳米粒子的光催化活性(AGNPs)合成使用六个品种Catharanthus roseus也叫第一次花提取物。最初,合成AgNPs直观地确认了颜色变化。此外,形成、大小和形状的合成AgNPs通过紫外可见光谱和扫描电子显微镜(SEM)。紫色的花AgNPs SEM图像和计算能带能量的合成AgNPs表明合成AgNPs 0 30纳米的范围。定性植物化学的分析揭示了存在的phytocompounds负责覆盖,形成,AgNPs bioreduction,稳定。了AgNPs和各自花提取物的抗氧化能力进行了分析使用交通,TPC、TAC, DPPH,收紧,IC50化验。抗氧化剂化验的结果表明,AgNPs显示各自花提取物相比更高的抗氧化活性。对革兰氏阴性合成AgNPs显示显著的抗菌活性大肠杆菌而革兰氏阳性金黄色葡萄球菌化验使用琼脂扩散法。此外,合成的催化活性在两个不同浓度5000 ppm,紫色的花AgNPs 333 ppm分析了甲基橙染料的去除水溶液中在阳光照射下NaBH4催化剂的存在。结果表明,333 ppm紫花AgNPs表现出一种有效的光催化降解甲基橙的活动相比,5000 ppm紫色花朵AgNPs 20分钟。因此,获得的结果表明Catharanthus roseus也叫是一种环保的绿色合成的来源AgNPs小说可以用作抗氧化剂,抗菌,光催化剂;因此,它可以用于各种各样的应用程序来提高人类生活的质量。

1。介绍

纳米技术是一种发展的研究领域,涉及设计、制造、特征和应用粒子,纳米级的材料,或系统由于独特的尺度依赖的物理和化学性质(1]。的一个关键领域大部分的注意力被吸引到不同的金属纳米颗粒的合成2]。纳米颗粒与至少一个微观粒子尺寸在1 - 100纳米的纳米3]。

在这项研究中AgNPs合成银与其他金属如铜、金、镍,有越来越多的到期利息属性如局部表面等离子体共振、化学稳定性、催化活性、高导电率、成本效益相比,合成纳米颗粒的金属,如黄金。除了AgNPs哺乳动物细胞的毒性已被证明是比其他纳米粒子4]。

由于其表面等离子体共振性质,AgNPs在荧光传感器等传感器,使用比色传感器和表面增强拉曼光谱传感器来检测环境中的污染物。同样,由于其抗菌和属性,AgNPs很容易通过细胞膜穿透细胞,作为抗菌剂;因此,用于微生物的治疗,也用于涂层外科设备(5]。此外由于规模较小AgNPs含有大量的表面活性的网站和更快的空间电荷,增加光催化活性与偶氮染料等污染物。(6]。

尽管许多纳米粒子合成过去几年使用传统的物理和化学方法,其中只有少数目前用作这些方法使用有害化学物质和对环境产生有毒的副产品。此外,这些纳米颗粒合成从这些方法不能使用特别是在临床领域由于缺乏知识与健康有关的问题和毒性7]。因此,自底向上方法绿色合成方法替代了失败的限制和挑战传统的方法(图1)。

绿色合成是利用生物提取物等植物或微生物合成纳米粒子(图2)。Plant-mediated绿色合成方法更有利,主要集中在目前的研究和制造的进步因为使用微生物biohazardous,需要特殊隔离技术,和更容易污染9]。

在绿色合成金属纳米颗粒,植物提取物与金属盐溶液混合。使用植物化学物质存在于植物提取物在不同组合和浓度包括pH值等其他因素反应混合物的温度、浓度、压力、反应时间,降低金属离子的电化学势生化。

在这个反应中,金属离子从他们的mono /二阶状态转换到一个零价国家紧随其后的成核和增长形成金属纳米粒子(图3)。最近的研究报道,各种植物含有大量的植物化学物质,如酚类化合物和酶,含有重要的官能团包括羟基和羧基可能可以作为减少,限制,畜舍代理(10]。

在这项研究中,花中提取的Catharanthus roseus也叫被用来合成纳米粒子作为先前的研究显示Catharanthus roseus也叫提取物具有良好的抗氧化性质,由于存在各种多酚的标识(11)(图4)。

Catharanthus roseus也叫家庭的夹竹桃科是俗称玉黍螺作为观赏植物生长开花植物(12]。花五基数的,辐射对称的变化的颜色(白色,紫色,桃红、粉红、深红、和红色)(13]。植物的不同部分被发现在世界范围内用于不同的目的。在斯里兰卡,印度中药广泛应用于治疗各种各样的疾病。追究医疗属性研究人员发现两种植物化学物质的存在,长春花碱和长春新碱可作为化疗药物(14]。

自由胚根分子与一个未配对的电子外壳高度不稳定,所以他们往往与有机底物反应如DNA和体内脂质15]。对于人类来说,自由胚根过量,生成氧化应激损害的细胞结构,是许多疾病的危险因素如癌症和神经退行性疾病16]。有几种机制在体内使用的抗氧化剂来对抗氧化应激反应在体内自然产生或通过饮食了。研究表明,纳米粒子合成各种自然来源富含抗氧化剂可以作为自由基拾荒者取代有害合成抗氧化剂叔丁基羟基茴香醚(BHA)和丁羟甲苯等(二叔丁基对甲酚)17]。

此外,处理有机染料甲基橙等纺织和造纸行业的一个至关重要的问题,因为他们在正常条件下非降解性是由于强烈的偶氮键(图的存在5)[18]。研究报告,使用AgNPs有机染料的去除是一个更好的选择比普通染料去除氧化还原技术治疗,因为它不会产生任何有害的副产品(19]。

本研究的目的是综合环保AgNPs使用六个品种Catharanthus roseus也叫花提取物和访问他们的抗氧化,抗菌,光催化活性。抗氧化活性将决定使用交通,TPC、TAC, DPPH,收紧,IC50化验。抗菌活性将决定对革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌,大肠杆菌和金黄色葡萄球菌分别将分析和催化活性甲基橙染料的去除。实现所有的目标,AgNPs废物回收花可以是一个有用的方法,治疗免费radical-mediated疾病,使一个更好的环境免受有害偶氮染料。

2。材料和方法

2.1。材料

2.1.1。试剂

乙酸(醋酸)后(ca - 7758 - 99 - 8),氯化铝(三氯化铝)(ca - 7446 - 70 - 0),氢氧化铵(NH)₄哦),钼酸铵([北半球₄]₆Mo7O₂₄.4H2O)、氯仿(CH₃Cl) (ca - 67 - 66 - 3),硫酸铜(CuSO₄)(ca - 7758 - 98 - 7), 2, 2-diphenyl-1——picrylhydrazyl (DPPH) (ca - 1898 - 66 - 4),乙醇(C₂H₅哦)(ca - 64-17-5),氯化铁(FeCl₃)(ca - 7705 - 08 - 0), Folin-Ciocalteu酚试剂,甲醇(CH₃哦)(ca - 67 - 56 - 1),盐酸(HCl) (ca - 7647 - 01 - 01 - 0),麦克法兰的解决方案、亚甲基橙(C₁₄H₁₄N₃NaO₃(547-58-0),莫氏利施试剂,Mueller-Hinton琼脂粉、营养琼脂粉、盐、硝酸银(AgNO₃)(ca - 7761 - 88 - 8),醋酸钠(CH₃乌纳)(ca 127-09-3),硼氢化钠(NaBH₄)、碳酸钠(Na₂有限公司₃)(ca - 497 - 19 - 8),氢氧化钠(氢氧化钠)(ca 1310-73-2),硝酸钠(NaNO₃)(ca 7631-99-4)、硫酸钠(Na₂所以₄)(ca - 7757-82-6)、硫酸(H₂所以₄)(ca - 7664 - 93 - 9),和2,4,6-Tris (2-pyridyl) -s-triazine (TPTZ) (ca - 7757 - 82 - 6)。

2.1.2。仪表

热气球烤箱(meditry dha - 9053 a),孵化器,分析天平,分光光度计(JENWAY 6305),滚筒搅拌机、微量吸液管,冰箱,通风橱(Biobased FH1000),和高压蒸汽。

2.1.3。玻璃制品和杂项

锥形瓶、量筒、过滤漏斗,刮刀,试管,试管,容量瓶,培养皿,烧杯,棉签,手表玻璃、滤纸、猎鹰管,和绘画纸过滤论文第一。

2.2。样品收集

五个品种Catharanthus roseus也叫花(图6)收集Diyatha Uyana植物苗圃,Battaramulla,斯里兰卡。

2.3。准备花提取物用蒸馏水

样品风干和接地成更小的碎片。2 g的每个示例中,接地40毫升蒸馏水是补充道。样本孵化60°C 30分钟和使用一种高级绘画纸滤纸过滤1到50毫升猎鹰管。样本储存在4°C到进一步使用。

2.4。绿色合成AgNPs

1毫升的水提取物与9毫升AgNO混合₃解决方案,在室温下保持为3天(RT)。观察样品的颜色变化,从300年到620海里和吸光度测量使用蒸馏水作为空白。

2.5。扫描电镜和粒度分析

10毫升的PF AgNPs在5000转离心10分钟,被转移到洗玻璃。样本添加到观察玻璃干完全在180°C。通过添加200干涂片溶解µL的蒸馏水,转移到一个埃普多夫管。示例使用铝箔包装和发送的扫描电镜分析。PF AgNPs的形态学检查使用扫描电子显微镜和平均粒度分析的莫尔文Zetasizer Nano z从斯里兰卡纳米技术研究所的粒度分析仪使用日立SU6600 SEM (SLINTEC)。

2.6。植物化学的分析

植物化学的分析是根据表中所示的方法1。

2.7。抗氧化活性测定

AgNPs和水提取物稀释1:15分析抗氧化活性。每个分析进行了一式三份。

2.7.1。总类黄酮含量测定(交通)

交通是使用一个AlCl决定₃采用比色法从佩雷拉和Kandiah21]。1.5毫升的样品AlCl和1.5毫升的2%_3·6小时₂O解决方案和孵化在RT 10分钟。样品的吸光度为415 nm使用蒸馏水作为空白和µg槲皮素表达的结果是等价物每100 g (µg QE / 100克)。

2.7.2。总酚含量测定(TPC)

0.1毫升的样品混合1.4毫升的7.5% Na₂有限公司₃孵化6分钟。相同的解决方案,1.5毫升Folin-Ciocalteu试剂添加和孵化RT 60分钟在一个黑暗的条件。吸光度测量在765 nm使用蒸馏水作为空白和表达的结果是g没食子酸当量每100 g (g GAE / 100克)。

2.7.3。测定总抗氧化能力(TAC)

TAC是评估使用phosphomolybdenum化验改编自日本琵琶et al。22与修改)。phosphomolybdenum试剂是由混合等效的28毫米硫酸钠和钼酸铵4毫米和0.6 M硫酸。3毫升的样品与1毫升phosphomolybdenum试剂混合,和样本孵化,享年90岁^°C 90分钟。吸光度测量在695 nm使用蒸馏水作为空白和结果表示为g抗坏血酸当量每100 g (g AAE / 100克)。

第2.7.4。测定铁降低抗氧化能力(捆牢)

收紧试剂是由混合50毫升的pH值0.3米3.6醋酸缓冲,5毫升10毫米TPTZ盐酸溶液在40毫米,和20毫米FeCl 5毫升_3·6小时₂100年O解决方案。µL样本混合2.9毫升的收紧试剂和吸光度测量593海里使用蒸馏水作为一个空白的每1分钟。

2.7.5。2,测定2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH)清除活动

1毫升的样品和2毫升0.004% DPPH,孵化30分钟在rt,吸光度测量在517 nm使用甲醇作为空白。% DPPH清除活动使用以下公式计算:

2.7.6。测定值抑制浓度(IC50)

1毫升的一系列五个浓度,100%,80%,60%,40%,和20%,准备使用样本和蒸馏水,2毫升0.004% DPPH的解决方案是添加和孵化30分钟在rt,所有样品的吸光度为517 nm使用甲醇作为空白。% DPPH清除活动计算使用方程(1)。

2.8。抗菌活性的测定

抗菌活性决定使用两种类型的细菌菌株金黄色葡萄球菌和大肠杆菌使用琼脂扩散技术在Mueller-Hinton琼脂(尼古拉斯)。尼古拉斯的细菌培养是均匀扩散板使用棉签。创建三个井的尼古拉斯-控制(−)和两个复制的样本(年代1,年代2)如图7。1毫升的盐添加到-控制(−)和1毫升的示例了年代1,年代2。庆大霉素光盘作为积极的控制(+)。板块在37°C 24小时和孵化抑制带的直径用尺子测量。

2.9。统计和粒度分析

10毫升的PF AgNPs在5000转离心10分钟,被转移到洗玻璃。样本添加到观察玻璃干完全在180°C。通过添加200干涂片溶解µL的蒸馏水,转移到一个埃普多夫管。示例使用铝箔包装和发送的扫描电镜分析。PF AgNPs的形态学检查使用扫描电子显微镜和平均粒度分析的莫尔文Zetasizer Nano z从斯里兰卡纳米技术研究所的粒度分析仪使用日立SU6600 SEM (SLINTEC)。

2.10。光催化活性的测定

1毫升的5000 ppm PF AgNPs和1毫升0.2 NaBH₄被添加到100毫升的2毫米。反应混合物的吸光度测量从300年到560海里使用蒸馏水作为空白每5分钟20分钟。这个过程是333 ppm PF AgNPs重复。

3所示。结果与讨论

3.1。绿色合成AgNPs

在初步阶段,随着温度的关键影响因素之一的纳米颗粒合成,AgNPs合成做了在不同的温度下保持其他参数不变。所有品种的最佳条件是在室温下为3天。这可能是由于在室温下形成和增长缓慢,通常需要更多的时间完成bioreduction [23]。然而,在室温下合成比使用更环保的热,这是一个更大的优势。也观察到AgNPs稳定甚至超过6个月储存在4°C。AgNPs最初观察到的形成一个红褐色的解决方案(图的颜色变化8)。这是由于一种现象称为表面等离子体共振(SPR)发生由于励磁的外表面上的表面电浆子的AgNPs感到兴奋当光/ UV事件(24]。

3.2。对AgNPs

3.2.1之上。紫外可见光谱分析

吸收峰在440 - 500海里(图9)进一步证实了AgNPs他们已知的形成具有紫外可见吸收峰在400 - 500纳米的范围由于SPR [25]。

3.2.2。扫描电镜分析

PF的形态学观察了AgNPs进行SEM分析技术用于分析形态。结果显示,PF AgNPs球形,约30 nm大小(图10)。

3.3。AgNPs的光学特性

除了形态,合成的光学性质AgNPs利用紫外可见吸收光谱进行了分析。隙测量是一个重要的参数来描述纳米粒子的导电性。隙是最高的价带之间的能量差(VB)和底部的导带(CB)和一个电子从VB CB,它需要一个特定的最低的能量称为能带能源基于纳米粒子可分为半导体(< 3 eV)或绝缘体(> 4 eV) (26]。光学滤波器边缘AgNPs观察到440海里,能带能量计算为2.82 eV,被归类为半导体通过使用下面的方程,在哪里h普朗克常数= 6.626×10吗⁻³⁴J s C是光速= 3×10⁸米/秒λ是滤波器的截止波长AgNPs = 440×10⁻⁹:

基于计算能带能量,所有的合成AgNPs都归类为半导体(表2)。根据辛格Goyal, Devlal [27),能带能量增加半导体纳米颗粒的大小减少;因此,可以推断,滤波器和射频AgNPs小WPF相比,WYF和PF AgNPs。根据SEM分析,PF AgNPs约30海里(图10)。这个结论滤波器和射频AgNPs不到30 nm大小。

3.4。植物化学的分析

植物化学的分析显示抗氧化剂的存在为bioreduction导致稳定AgNPs(表3)。

3.5。测定抗氧化活性

酚醛树脂化合物是植物化学物质产生的所有植物种类主要作为抗氧化剂,有效减少代理,氢原子捐助者,单线态氧拾荒者(28]。类黄酮是多酚类化合物的最大。研究表明多种糖基化的类黄酮,主要是槲皮素、异鼠李亭和山柰酚衍生物中产生的不同部分Catharanthus玫瑰植物(29日]。

3.5.1。总类黄酮含量(交通)

交通决心使用铝比色法、间变性大细胞淋巴瘤引起的地方₃酸离子形成稳定的配合物与c - 5 c - 4酮组或枯萎或颈- 3羟基黄酮醇、黄酮与最大吸收415海里。此外,它还生产与orthodihydroxyl acid-labile复合物组-或B环的类黄酮。AgNPs包含更高的交通比水提取按照以下顺序:WPF = WYF = PF = LPF >射频(图11)。

3.5.2。总酚含量(TPC)

TPC决心使用Folin-Ciocalteu试剂的方法,其中酚类化合物与Folin-Ciocalteu试剂反应形成钼和钨氧化物的碱性溶液蓝色(30.]。AgNPs包含更高的TPC相比水提取物按照以下顺序:LPF > WPF = WYF = PF >射频(图12)。

3.5.3。总抗氧化能力(TAC)

TAC测量使用phosphomolybdenum分析基于减少莫(VI)莫(V)使用电子捐赠的密苏里州样品形成绿色磷酸或抗氧化剂(V)化合物最大吸收695海里。(31日]。AgNPs包含更高的TAC相比水提取物按照以下顺序:射频WPF > LPF = = WYF > PF(图13)。

3.5.4。铁降低抗氧化能力(捆牢)

分析还原能力,收紧试验进行了基于减少铁tripyridyl三嗪复杂(Fe^{3 +}-TPTZ)铁^{2 +}-tripyridyl三嗪,产生蓝色化合物由于电子捐赠抗氧化剂在低pH值(32]。所有的AgNPs花了最少的时间相比自由基清除活性水提取物(图14)。PF AgNPs自由基清除活性最高,达到了3分钟后跟WPF = WYF =射频> LPF(图15)。

3.5.5。2,测定2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH)清除活动

DPPH自由基的迫害活动评估是基于电子基的抗氧化剂的氮DPPH (33]。奇怪的电子氮导致颜色变化从紫色到无色配对。AgNPs显示更高的% DPPH清除活动相比,水提取物按照以下顺序:将射频WPF = = = PF > WYF(图16)。减少电力和电子基属性显示更高的交通在WPF和WYF的存在。

3.5.6。确定Half-Maximal抑制浓度(IC50)

水提取物和的IC50 AgNPs计算来确定所需的样品的浓度抑制激进(数字的50%17和18)。如表所示4IC50是低AgNPs相比水提取物。据佩蕾娜和Kandiah21),IC50 TAC成反比;这也是证明获得的结果作为射频AgNPs TAC最高和最低的IC50(表4)。

3.6。统计分析

单向方差分析分析表明,有统计上的显著差异之间的水提取物和AgNPs交通,TPC、TAC的F值>F致命一击,值< 0.05。

微弱的相关性之间表示TAC和交通分析相比,TAC和TPC化验(图之间的相关性19)。由于不同的酚类化合物有不同的抗氧化活动基于其结构根据考尔和Mondal [34TAC,也可能是由于不同类型的各种酚类化合物的存在以及其他植物化学物质,如色素导致其抗氧化活性的黄酮类化合物。这可能是原因射频AgNPs也最低的交通和TPC但显示最高的抗氧化能力。DPPH之间有很强的相关性和收紧既分析评估电子转移的效率,尽管不同高程的方法。

3.6.1。抗菌活性的测定

一个更高的抗菌活性大肠杆菌显示了AgNPs比水提取按照以下顺序:射频WPF = WYF > > PF > LPF(数据吗20.和21)。然而,水提取物显示出较高的抗菌活性金黄色葡萄球菌比AgNPs(数据22和23)。AgNPs的抗菌活性越高大肠杆菌相比金黄色葡萄球菌根据他们的差异可以解释他们的细胞壁。大肠杆菌具有薄细胞壁肽聚糖;因此,AgNPs可以很容易进入细菌的细胞壁与金黄色葡萄球菌(35]。此外,自金黄色葡萄球菌细胞壁是带负电荷的,它往往结合更多Ag) +降低AgNPs之间的相互作用产生的等离子体膜,保护它免受活性氧AgNPs [36]。单向方差分析结果表明,之间没有统计学意义的水提取物的抗菌活性,AgNPs票反对金黄色葡萄球菌随着F值>F致命一击,值< 0.05,有统计学意义之间的水提取物的抗菌活性,AgNPs票反对大肠杆菌随着F值>F和P值< 0.05。

操作。光催化活性的测定

光催化活性的能力AgNPs催化一个阳光下的光反应。当紫外线/可见光入射到表面AgNPs满足能带能量,电子从CB激动到VB,形成电子对(图24):

产生的洞(H +)和电子VB和CB与H反应₂O, O₂分别形成了哦^•阿,₂^{•- - - - - -},何₂^•。这些生产根一起攻击偶氮键出现在莫带来dye-forming中间体的降解最后采集矿物染料无色最终产品如图25。NaBH的作用₄是产生黑洞₄⁻¹它充当一个电子继电器为AgNPs提供更多的电子产生更多根这就是为什么AgNPs已报告在短时间内降解有机染料(37]。

甲基橙的吸收峰在460 nm随时间的数据26和27。当5000 ppm PF AgNPs使用甲基橙峰的蓝移(400海里)退化进行观察。纳加尔和Devar38)提出了降解途径可能是由于降解过程中产生的中间体由于连续脱甲基氮碳键均裂的导致替换的甲基氢(图28)。

3.6.3。甲基橙的高峰

这种转变也观察到使用333 ppm PF AgNPs和退化完成于20分钟的吸收甲基橙(图几乎是零28)。的缺席SPR的峰值PF AgNPs(500海里)可以由于甲基橙的重叠峰或由于缺乏同质性时,吸光度测量是AgNPs往往在烧杯底部的沉积物。

甲基橙光催化降解的动力学研究策划ln (Ct / Co)对反应时间(数字29日和30.)。根据梯度的速率常数计算5000 ppm PF AgNPs和333 ppm PF AgNPs被发现是0.082和0.1136,分别。因此,333 ppm PF AgNPs提出了一个高效的光催化降解能力比5000 ppm PF AgNPs。

光催化降解的效率下降时更高浓度的PF AgNPs (5000 ppm)是使用。据邦萨尔和Sud,这可能是由于中间根的形成可以干扰退化过程39]。

4所示。结论

总之,绿色合成AgNPs从所有六个品种Catharanthus roseus也叫在RT 3天。SEM的PF AgNPs和能带能量计算显示,所有的合成AgNPs被发现在0 30纳米的范围。抗氧化试验结果表明,整体AgNPs表现出较高的抗氧化活性与各自的水提取物。此外,重要的抗菌活性是AgNPs所示大肠杆菌相比金黄色葡萄球菌它认为AgNPs更有效对抗革兰氏阴性细菌。333 ppm催化活性的PF AgNPs被发现对甲基橙的光降解效率比5000 ppm PF AgNPs 20分钟。自从合成AgNPs环保和生物相容性,这些AgNPs有可能提供他们的应用程序在生物医学及相关领域的提高生活的质量。

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

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者要感谢工商管理学校(BMS)给机会与可用资源进行一个重要的项目在实验室和斯里兰卡纳米技术研究所(SLINTEC)允许使用日立SU6600 SEM。