文摘
Nd2 gydF4y2BaO3、铬2 gydF4y2BaO3V2 gydF4y2BaO3纳米粒子是由煅烧前驱材料新颖的混合配体复合物:[Nd (BDC) (ADMPY) (OAc)] . h2 gydF4y2BaO, [Cr (BDC) (ADM PY) Cl] . h2 gydF4y2Ba啊,和[V (BDC) (ADMPY) Cl] . h2 gydF4y2BaO, BDC = 1, 4-benzenedicarboxylic酸和ADMPY = 2-amino-4 6-dimethyl嘧啶。检查生成的化合物通过元素分析等几个技术(C.H.N)、紫外可见光谱、热分析(热重、差热重量分析法和差热分析)、傅立叶变换红外光谱、x射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)。TEM显微图显示,钕氧化物纳米粒子假定凝聚platelet-like粒子,粒子大小约30.16纳米,而氧化铬NPs显示固体块材料与紧凑的密度和更少的毛孔近球形,56.12 nm大小。氧化钒NPs是28.4 nm大小的小球形纳米粒子的聚集。样本的抗菌性评估使用两株革兰氏阳性细菌,两株革兰氏阴性细菌,酵母菌菌株之一。抗菌结果表明,大型活动特征测试化合物的光谱,因为他们是活跃在革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌,尤其是在革兰氏阳性菌株。制备化合物的抗氧化活性被清除DPPH自由基的评估。金属氧化物NPs也展示出了有前景的结果作为抗氧化剂。
1。介绍
抗菌素耐药性是一个普遍的健康问题,因为它可以减少抗菌药物的效率,这将增加发病率和死亡率以及医疗费用(1克ydF4y2Ba]。此外,自由基和活性氧(ROS)推断一些持久和退行性疾病造成氧化损伤的细胞分子(2 gydF4y2Ba]。无节制的一代的ROS在人类形体可能另外导致氧化应激(3,4]。如今,寻找新材料已成为克服这些状态的关键。纳米技术,自成立以来,对物理产生了巨大的影响,化学、地球,生物科学和最近有显著提高(5,6]。这种发展使得科学家和研究人员特别感兴趣的纳米粒子,因为他们有一个很大的特定区域和它们的大小相比,允许他们与至关重要的元素在活细胞表面的7]。金属氧化物NPs是使用最广泛的NMs之一(8]。与有机纳米材料相比,金属氧化物纳米颗粒作为无机纳米材料更适用,因为他们提供优良的硬度、低毒性、高稳定性和选择性(9]。有很多种方法制备金属氧化物,如声化学的方法(10- - - - - -15],溶胶-凝胶法合成[16- - - - - -18),共沉淀法19,20.],solvothermal方法[21- - - - - -23),热解技术(24,25),和激光烧蚀法(26- - - - - -28]。煅烧显著影响纳米颗粒的纳米结构和光学特性。它有能力来控制纳米粒子的大小与严格的粒度分布(29日]。煅烧也增强了水晶,帮助去除杂质的样品(30.]。稀土氧化物纳米颗粒(Nd)2 gydF4y2BaO3NPs)得到了很多的关注光学和磁性纳米材料的各种应用程序,因为它们独特的光学性质。所有镧系元素共享保护的合同性质和4 f轨道,对他们的物理性质有深远的影响31日]。用作催化剂,防护涂料和光子应用程序(32,33]。铬氧化物纳米颗粒(Cr2 gydF4y2BaO3NPs)也得到太多的关注科学技术的价值。因为有不同的稳定的氧化态铬,它可以形成不同类型的氧化物(34]。一直特别重视铬氧化物的组成和性质(Cr2 gydF4y2BaO3),它的重要性在特定的应用,如绿色颜料(35],耐蚀[36),和催化剂37]。钒氧化物称为能源存储材料在锂离子电池(自由)由于其结构性质。它存在于各种成分基于钒离子的氧化态(38,39]。三氧化二钒(V2 gydF4y2BaO3)具有良好的离子夹层性能以及高理论锂存储容量比V2 gydF4y2BaO5(40]。除了其比容量高,V2 gydF4y2BaO3还有其他优点,如丰富的原料来源和低毒性(41]。1,4-benzenedicarboxylic酸及其协调复合物的重视在很多研究中由于其化学和生物活动42]。双官能羧基组和展品很多协调模式;是很常见的在协调聚合物的制备43,44]。它多样的化合物的特性,这是由于与金属离子螯合能力(45]。嘧啶基杂环的一个重要组大大在生命系统学习材料由于它的存在。嘧啶及其衍生物有明显的生物活性,已被用于各种领域,从医疗到工业应用(46]。吡啶基地相比,存在多个杂原子配位化学嘧啶具有影响力的作用,使其更好的为生物系统(47]。当前论文报告Nd的合成2 gydF4y2BaO3、铬2 gydF4y2BaO3V2 gydF4y2BaO3NPs煅烧的新金属配合物,表征,研究它们的生物活性。
2。实验
2.1。材料
下面所列均为分析纯的化学物质,被用来作为收到使用未经进一步纯化。1,4-benzenedicarboxylic酸从穿越购买,而2-amino-4, 6-dimethyl嘧啶,钕(III)水合醋酸,氯化铬(III)六水合物,钒(III)氯和溶剂(乙醇、甲醇、二甲亚砜(DMSO)和丙酮腈)Sigma-Aldrich。
2.2。金属配合物的制备
2.2.1。[Nd (BDC) (ADMPY) (OAc)] . h2 gydF4y2BaO
这种配位化合物是由水合醋酸溶解钕(4.08通用)15毫升丙酮腈,然后慢慢地添加到下死点的溶液(2 H的通用汽车2 gydF4y2BaBDC乙醇20毫升,20毫升蒸馏水,并与搅拌0.001 M氢氧化钠)。甲醇/蒸馏水(10毫升)混合物ADMPY(1.48通用)添加继续搅拌三天。回流后,混合物冷却至室温。淡紫色沉淀过滤,清洗用蒸馏水和EtOH在无水CaCl和干2 gydF4y2Ba。
2.2.2。(Cr (BDC) (ADMPY) Cl) . h2 gydF4y2BaO和[V (BDC) (ADMPY) Cl] . h2 gydF4y2BaO
1的混合配体复杂,4-benzenedicarboxylic酸和2-amino-4 6-dimethyl嘧啶与铬(III)是通过溶解CrCl准备的3.6H2 gydF4y2Ba3.20 O (gm)在20毫升蒸馏水,然后搅拌,添加它一滴一滴地BDC解决方案通用(2 H2 gydF4y2BaBDC 20毫升乙醇,20毫升蒸馏水,0.001 M氢氧化钠)。1.48之后,通用汽车的ADMPY溶解在15毫升的甲醇和15毫升的水,然后用常数添加到混合物搅拌3小时。回流后,混合物冷却至室温。过滤后的蓝绿色之前沉淀用蒸馏水和乙醇洗净干燥无水CaCl2 gydF4y2Ba。1.89 V(3)复杂,VCl的通用汽车3测量;相同的方法之后;以及由此产生的沉淀是淡棕色。
2.3。制备金属氧化物纳米颗粒
金属氧化物纳米粒子是由直接煅烧Nd (III)、铬(III)和V (III)复合物。复杂粉末放入坩埚,设置在一个电烤箱,然后煅烧在750°C三个小时,两个小时550°C,分别和两个小时600°C。由此产生的Nd2 gydF4y2BaO3、铬2 gydF4y2BaO3V2 gydF4y2BaO3(浅蓝色,绿色,和深灰色)纳米颗粒(NPs)与EtOH清洗去除任何残留杂质和干空气,其次是研磨微粒。这些都是用于不同的特征。
2.4。化合物的鉴定
化学计量分析(C.H.N)使用不同的EL元素分析仪进行;物理尺寸测量(早些时候报道48]。
2.5。微生物菌种和培养基
在这项工作中,不同金属氧化物NPs (Nd)2 gydF4y2BaO3、铬2 gydF4y2BaO3V2 gydF4y2BaO3)除了Nd (III)和铬(III)配合物对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌菌株进行了测试给洞察他们的广谱效应。使用两个革兰氏阳性菌株致病菌株”金黄色葡萄球菌写明ATCC 25923 (S1)和微球菌危害NCIMB 8166 (S4)”和两个革兰氏阴性菌株”大肠杆菌写明ATCC 35218 (S5)和鼠伤寒沙门氏菌写明ATCC 14028 (S10)。“抗真菌活性是评价对致病性参考毒株的酵母白色念珠菌写明ATCC 90028 c (9)。菌株的生长在营养肉汤(Oxoid) 37°C的24小时,他们在营养琼脂培养(Oxoid) 37°C 24小时。酵母菌株是生长在Sabouraud氯霉素肉汤(Oxoid) 25°C和培养24小时Sabouraud氯霉素琼脂(Oxoid) 24小时在37°C。表列出了不同菌株1克ydF4y2Ba。
2.5.1。抗菌活性
配合物的抗菌活性和MONPs测试磁盘使用琼脂扩散法(49]。在测试之前,50毫克每提取溶解在二甲亚砜的溶液1毫升的“DMSO”(5%)。菌株的培养24小时在Mueller-Hinton 37°C (MH)肉汤(Oxoid),与悬浮液麦克法兰标准浊度调整到0.5。100年之后,μl(每个precultured悬架MH琼脂板上传播。灭菌滤纸光盘(直径约6毫米)被吸入浸满20岁μ每个提取和放置在琼脂的l。治疗板设置在4°C 1小时,然后孵化24小时37°C。孵化后,抑菌圈的直径(明确的光环)光盘测量。每个样本的重复执行。
2.6。抗氧化活性
2.6.1。DPPH自由基清除实验
根据Mahdhi等的方法。50),提取物的自由基清除的影响评估如下:1毫升的样品(5毫克/毫升)和3毫升的甲醇溶液DPPH (2, 2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) (300μ米)混合在一起。混合物是涡和孵化为30分钟25°C。溶液的吸光度测量在517海里。作为一个标准,采用抗坏血酸。以下方程应用于计算DPPH抑制率:
3所示。结果和讨论
钕(III)、铬(III),和(3)钒金属配合物被合成通过反应1,4-benzenedicarboxylic酸和2-amino-4 6-dimethyl嘧啶在化学计量的比例。这些化合物作为Nd的起始物料准备和使用2 gydF4y2BaO3、铬2 gydF4y2BaO3V2 gydF4y2BaO3NPs煅烧的方法。金属配合物在空气中稳定,不溶于大多数有机溶剂,虽然部分溶于二甲亚砜DMSO。”
3.1。元素分析(C.H.N)
定量新混合配体的配合物的元素分析显示一个重要协议实验和理论值之间的碳,氧,氮,确认添加比例的真理的M: L1, L2(比),以及这些复合物的建议公式。这些分析的结果记录在表中2 gydF4y2Ba。
3.2。摩尔电导率测量
配位化合物的摩尔电导率测量在室温下使用10在二甲亚砜−3M方案的情结;结果表明,所有化合物都低电导率值证据表明他们非离子(表2 gydF4y2Ba)。
3.3。红外光谱
最显著特征的红外光谱和(III)、铬(III)和V (III)复合物(表3)是两个强大的存在,乐队在1556 - 1558和1374 - 1394厘米−1区域,称为asym(首席运营官)和sym(首席运营官)伸展振动下死点配体(45]。缺乏特征的羧酸在1715 - 1680厘米−1显示完整的去质子化的二羧酸分子51]。分离Δ的价值ν≤192厘米−1表示一种双齿羧酸盐集团协调(45]。的δ(O-C-O)平面振动出现728 - 748厘米−1(52]。此外,asym的频率(NH)2 gydF4y2Ba)、信谊(NH2 gydF4y2Ba),(NH2 gydF4y2Ba),C-NH2 gydF4y2Ba发生在自由ADMPY在3312、3391、1628和1250厘米−1分别被发现没有改变所有的情结;这表明,氨基不参与成键(53,54]。的ν(C = N)光谱表现为两个乐队在1574 - 1577和1648 - 1653厘米−1而自由债券(1570厘米−1);这些变化表明的不平等模式N非均匀周期的原子的化合物,这表明协调模式是monodentate [53,55]。同时,ν(C = C)ν(氮)乐队出现在1476 - 1478厘米−1和1317 - 1320厘米−1分别为(53]。这些结果与协调一致ADMPY通过杂环氮原子在复合物。的伸缩振动ν(CH3)对所有配合物出现在2985 - 2989厘米−1(53]。配合物的光谱也显示乐队在3438 - 3447和505 - 510厘米−1范围,这是归因于ν分别在晶格和摇水哦(52]。钕(3)复杂的光谱表现为乐队在1568和1339厘米−1醋酸,它被分配到组,Δ分离值ν= 229厘米−1,表明monodentate模式(56]。此外,铬(III)和V (III)复合物显示乐队在418和420厘米−1对应于金属氯化物(57]。M-oxygen和M-nitrogen键出现在光谱在552 - 570和469 - 472厘米−1地区,分别58]。金属配合物的红外光谱图所示1克ydF4y2Ba。
3.4。电子光谱
金属配合物的电子光谱和MONPs记录使用DMSO溶液作为溶剂(表4)。光谱显示两个特征波段范围的33445 - 34014和40000 - 40816厘米−1可转让的,π⟶π 和n⟶π 转换下死点和ADMPY [46,59,60]。此外,发现f过渡的Nd(3)复杂的光谱由于转换在4 f水平,通常是禁止的,但可能会允许后5 s2 gydF4y2Ba5便士6电子删除4 f的简并轨道。在17575厘米的过渡−1对应的过渡4我9/2⟶4G5/2表明他们的八面体结构61年]。还有不同的乐队归因于d d转换的铬(III)和(3)钒配合物。铬(III)的光谱复杂,三个乐队在26525年,20450年,18248厘米−1归因于4一个2 g⟶4T1克(P),4一个2 g⟶4T1克(F)4一个2 g⟶4T2 g(F)的转换,分别与八面体几何(协议62年),而V (III)复杂的观察两个乐队在19268年和14728年分配到3T1克⟶3T1克(P)和3T1克⟶3T2 g分别(F),表明他们的八面体几何63年]。另一方面,数据的光谱2 gydF4y2Ba- - - - - -4显示金属氧化物纳米粒子的特征吸收峰,这是匹配的文学。频谱显示为乐队在247、391、和246 nm归因于Nd2 gydF4y2BaO3、铬2 gydF4y2BaO3V2 gydF4y2BaO3,分别为(64年- - - - - -66年]。
3.5。磁矩
磁化率测量的金属配合物是顺的固态显示25°C。Nd(3)复杂的磁矩为3.70 B.M.(67年),而3.56 B.M.铬(III)复杂(68年]。和V 2.54 B.M.(3)复杂(69年),所有这些都是在协议与八面体配合物(表的值报告4;数据5- - - - - -8)。
3.6。热分析
复合物的热数据列在表中5,代表在方案的步骤1克ydF4y2Ba。
3.6.1。[Nd (BDC) (ADMPY) (OAc)] . h2 gydF4y2BaO
Nd(3)复杂经历的四个步骤逐步分解重量损失温度范围51 - 140°C, 142 - 200°C, 202 - 303°C, 305 - 550°C(图9和方案1克ydF4y2Ba)。第一次观测到的质量损失归因于晶格水分子(calc, 3.54%, 3.10%)。壳体的峰值出现在105°C,和一个放热峰出现在DTA 107°C。第二步表明醋酸的释放(calc, 11.60%, 10.76%)。壳体曲线展览这一阶段在147°C和相关的DTA放热峰在149°C。观察到的质量损失的第三步同意的损失ADMPY分解(calc。24.21%,发现24.68%;壳体中点在247°C)。这一步,DTA曲线显示广泛的放热峰在249°C。第四步揭示了BDC分子的分解(calc, 32.27%, 28.76%),与一个相应的壳体达到410°C和广泛的放热峰在DTA 413°C。最终产品是分配到1/2氧化钕(III) (calc, 33.08%, 32.70%)。
操作。(Cr (BDC) (ADMPY) Cl) . h2 gydF4y2BaO
铬(III)的热行为的复杂,热法显示四个不同的质量损失阶段54 - 122°C, 124 - 212°C, 214 - 382°C, 384 - 550°C。第一步是符合晶格水分子的释放(calc, 4.58%, 3.66%)。壳体的峰值在100°C的DTA曲线对应于一个放热峰103°C。第二步展示了质量损失相应的氯离子(钙。9.02%,发现8.10%),在155°C与壳体中点157°C的放热峰。第三和第四阶段与释放ADMPY和BDC (calc, 73.14%, 69.32%)。相关壳体在379年达到顶峰,400°C在DTA曲线合并成一个大步骤集中在403°C。最终产品的1/2 Cr2 gydF4y2BaO3(calc。19.34%,发现18.92%)。
3.6.3。(V (BDC) (ADMPY) Cl) . h2 gydF4y2BaO
V (III)复杂,TG曲线的特点是四个分解步骤四个步骤。这些步骤发生在温度范围40 - 128°C, 130 - 226°C, 228 - 329°C, 331 - 550°C。消除晶格水分子(calc。4.60%,发现4.12%)是观察到的第一步。这一步与壳体在77°C放热峰值在79°C的DTA曲线。第二步表明释放氯离子(钙。9.05%,发现8.76%)。相应的壳体的峰值出现在198°C,放热峰在200°C的DTA曲线。第三个质量损失是兼容的分解ADMPY配体(calc, 31.44%, 30.55%)。壳体曲线显示了这个阶段上升在298°C,有关一个放热峰在301°C的DTA曲线。第四步对应BDC分解(calc, 41.90%, 36.74%)。壳体达到405°C与广泛的放热峰的DTA曲线在407°C。 The residual part agrees with the formation of 1/2 V2 gydF4y2BaO3(calc。19.13%,发现20.83%)。
3.7。XRD研究
合成的x射线衍射模式和(III)、铬(III)和V (III)复合物的数据所示10- - - - - -12,而数据13- - - - - -15显示Nd的x射线衍射模式2 gydF4y2BaO3、铬2 gydF4y2BaO3V2 gydF4y2BaO3NPs的2θ= 10 - 80。锋利的强峰证明产品结晶,而扩大的模式表明,纳米尺度的粒子70年]。的平均粒度合成化合物被谢乐公式计算。配合物的晶体结构数据和MONPs列在表6和7。
3.8。电子显微镜(SEM、TEM)
变化的大小和形态的纳米氧化物在合成过程中使用SEM进行评估。三个MONPs如图的形态16- - - - - -18。Nd2 gydF4y2BaO3NPs清楚地表明凝聚platelet-like粒子,粒子大小约30.16纳米,而Cr2 gydF4y2BaO3NPs显示固体块材料与紧凑的密度和更少的毛孔近球形,56.12 nm大小。V2 gydF4y2BaO3NPs是小球形纳米粒子的聚集在28.4纳米大小。另一方面,TEM图像(数字19- - - - - -21)很好地同时扫描电镜图像。Nd2 gydF4y2BaO3显示一个异构结构的聚合粒子,platelet-like约26.9纳米的颗粒。至于Cr2 gydF4y2BaO3NPs,一些分散的纳米粒子可以清楚的看到在TEM图像subspherical形成直径为53.2海里。可以清楚的看到球形粒子的形状和聚集的V2 gydF4y2BaO3NPs图像,大小为21.32海里。这些结果与x射线衍射分析在协议。
3.9。抗菌和抗氧化剂化验
抗菌结果总结表8和数字22- - - - - -25证明了一个大的活动特征测试化合物的光谱,因为他们是活跃在革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌,尤其是在革兰氏阳性菌株。除了金属氧化物纳米颗粒,其它化合物的特点是一个变量活动取决于应变带的抑制,这1到2厘米之间的不同。总结如表8,结果表明Nd的有前途的抗氧化活性2 gydF4y2BaO3、铬2 gydF4y2BaO3V2 gydF4y2BaO3纳米粒子与DPPH清除比例介于52%和6.0。评估提取还透露一个抗真菌活性白色念珠菌除了铬(III)复杂,仍不活跃。
表中的数据8表明,Nd2 gydF4y2BaO3、铬2 gydF4y2BaO3V2 gydF4y2BaO3纳米颗粒对细菌和真菌菌株呈现出完美的活动。革兰氏阳性细菌细胞由厚壁;这是一个肽聚糖分子。由于肽聚糖分子有一个负电荷,他们链接正离子发出金属氧化物NPs在液体中生长介质。革兰氏阴性细菌,如大肠杆菌可以更积极的离子穿透等离子体膜,但他们通常不如革兰氏阳性细菌对抗生素和抗菌治疗(71年]。
金属氧化物NPs需要结合细菌细胞达到抗菌的职责。公认的接触形状包含静电吸引(72年),范德华力(73年],receptor-ligand [74年),和疏水相互作用75年]。MONPs然后穿过细菌膜和收集代谢途径,影响细胞膜的形状和功能。随后,NPs与细菌细胞的基本组件交互,如DNA,溶酶体,核糖体,和酶,导致氧化应激,异构变化,细胞膜通透性的变化,电解质平衡失调,酶抑制,蛋白质失活,和基因表达的变化76年- - - - - -78年]。最经常提出机制是氧化应激(79年- - - - - -82年]。最后,它可能会得出结论,革兰氏阴性细菌的抗菌活性比革兰氏阳性细菌由于其膜的形状。膜结构有不同的革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌,其中最引人注目的是肽聚糖层的厚度。抗菌活性的金属氧化物NPs主要归因于能力坚持细菌由于其相反的电荷,导致细菌细胞壁的减少。增加金属离子浓度表面破坏细胞壁,使金属离子渗入细胞。细胞壁或细胞膜受伤在这个方法中。目前的研究发现,产生MONPs在革兰氏阳性和革兰氏阴性菌株引起细菌死亡。白念珠菌抑菌圈在V最大2 gydF4y2BaO3和铬2 gydF4y2BaO3NPs分别。
4所示。结论
在这项研究中,血小板和2 gydF4y2BaO3、near-spherical铬2 gydF4y2BaO3,球形V2 gydF4y2BaO3NPs成功准备直接煅烧的混合配体复合物。金属配合物的特征和MONPs透露他们的形成。所有复合物有八面体几何。XRD分析配合物和金属氧化物NPs表示,他们已经结晶,有各种水晶系统:立方Nd (III)和铬(III)复合物,V的六角形(3)复杂,钕2 gydF4y2BaO3NPs, Cr2 gydF4y2BaO3NPs,单斜V2 gydF4y2BaO3NPs。根据TEM, MONPs的平均粒径约为26.9,53.2和21.32 nm Nd2 gydF4y2BaO3、铬2 gydF4y2BaO3V2 gydF4y2BaO3NPs分别同意SEM和XRD的结果。所有化合物表现出良好的抗菌效果(铬(III)复杂除外)。MONPs也展示出了有前景的结果作为抗氧化剂。总的来说,煅烧是一个廉价的方法,可以应用于合成其它金属氧化物NPs产生更好的大小和形态与高纯度和水晶。目前的研究表明,MONPs有微生物和抗氧化活性;他们可以进一步改进的生物医学应用。
数据可用性
所有数据都包含在这篇文章。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。