금 및 은 나노입자의 녹색 합성은 Platycodi Radix(Platycodon grandiflorum ) 환원제로서. 주요 triterpenoidal platycodon 사포닌인 Platycodin D(PD)는 Platycodi Radix의 수성 추출물의 효소 변형에 의해 강화되었습니다. 이 PD가 풍부한 분획은 금 나노입자(PD-AuNPs)와 은 나노입자(PD-AgNPs)를 합성하기 위해 금과 은염의 환원 반응을 처리하는 데 활용되었습니다. 환원 반응 동안 다른 화학 물질이 도입되지 않아 완전히 친환경적이고 친환경적이며 지속 가능한 방법을 제공합니다. UV 가시광선 스펙트럼은 536nm에서 PD-AuNP와 427nm에서 PD-AgNP의 표면 플라즈몬 공명 밴드를 보여주었습니다. 구형 나노입자는 PD-AuNP의 경우 평균 직경이 14.94 ± 2.14nm이고 PD-AgNP의 경우 18.40 ± 3.20nm인 고해상도 투과 전자 현미경에서 관찰되었습니다. 작은 삼각형 및 기타 다각형 모양도 구형과 함께 PD-AuNP에 대해 관찰되었습니다. AFM(Atomic Force Microscopy) 이미지에서도 두 나노입자가 대부분 구형인 것으로 나타났습니다. 곡률 종속 진화는 AFM 이미지를 향상시키고 나노 입자의 크기를 정확하게 측정하기 위해 사용되었습니다. 향상된 AFM 이미지에서 크기는 PD-AuNP의 경우 19.14nm, PD-AgNP의 경우 29.93nm로 측정되었습니다. 두 나노 입자의 면심 입방 구조는 고해상도 X선 회절 분석의 강한 회절 패턴에 의해 확인되었습니다. 푸리에 변환 적외선 스펙트럼은 합성에 대한 –OH, 방향족 C=C, C–O 및 C–H 작용기의 기여를 보여주었습니다. 또한, PD-AuNPs의 촉매 활성은 수소화붕소나트륨 존재하에서 4-니트로페놀의 4-아미노페놀로의 환원 반응으로 평가되었다. 촉매 활성 결과는 이러한 금 나노 입자가 미래에 촉매로 잠재적으로 응용될 수 있음을 시사합니다. 환원제로 사포닌을 사용하는 이 연구에서 보고된 녹색 전략은 다양한 응용 분야를 가진 새로운 나노물질을 개발할 수 있는 새로운 길을 열 것입니다.
<섹션 데이터-제목="배경">지속 가능성 문제가 증가함에 따라 녹색 화학은 많은 연구 분야에서 초점이 되었습니다. 금속 나노입자(MNP) 합성에 천연물을 사용하는 것은 이러한 방법의 지속 가능성으로 인해 상당한 관심을 끌고 있습니다. MNP는 재료 화학, 생물학 및 의학에서 다양한 응용 분야를 보여주었습니다[1,2,3,4]. MNP는 일반적으로 금속 이온 환원 반응을 통해 화학적 방법으로 합성됩니다. 화학적 환원 반응은 일반적으로 MNP를 합성하기 위해 수소화붕소나트륨과 같은 유독하고 유독한 화학물질을 필요로 합니다. 현재 천연 제품은 유해 화학 물질의 사용을 대체할 수 있으며 다음과 같은 이점을 나타낼 수 있습니다. (i) 합성 공정으로 유해 화학 폐기물이 감소합니다. (ii) 녹색 합성 전략은 우리의 건강과 지구 환경을 보호합니다. (iii) 전략이 전반적인 지속 가능한 이니셔티브를 이행합니다. (iv) 두 물질(천연 제품 및 MNP)을 결합하여 시너지 효과를 기대할 수 있으며 생체 적합성이 증가하여 시험관 내 및 생체 내 시스템에 매우 유익합니다. (v) 전략이 비용 효율적이고 확장이 가능합니다. 마지막으로 (vi) 녹색 합성 공정은 원팟 반응으로 수행할 수 있습니다.
AuNPs는 촉매 작용, 약물 전달, 화학적 및 생물학적 감지, 이미징, 광열 요법 및 광역학 요법 분야에서 널리 적용되었습니다[1, 5,6,7,8]. 다양한 응용 중에서 화학 반응의 촉매로서의 응용은 점차 성장하는 분야입니다. AuNPs의 새로운 촉매 적용을 탐구하기 위해 과량의 수소화붕소나트륨이 있는 상태에서 4-니트로페놀(4-NP)을 4-아미노페놀(4-AP)로 환원시키는 모델 반응이 일반적으로 사용됩니다. 4-NP에서 4-AP 환원 반응을 모델 반응으로 사용하는 이유 중 하나는 반응 진행을 UV-가시광선 분광광도법으로 직접 따를 수 있기 때문입니다. 최종 생성물(즉, 4-AP)의 정제 및 확인 없이 반응 혼합물의 흡광도 변화 관찰은 반응 진행을 충분히 입증합니다. AgNP는 강력한 항균 활성을 갖는 것으로 보고되었습니다. 특히 AgNPs의 높은 표면적 대 부피 비율은 벌크 대응 물과 비교할 때 항균 활성을 발휘하는 데 유리합니다. 연고, 크림 및 젤 형태의 AgNP는 화상 치료에 사용되었습니다[9].
아미노산, 펩타이드, 균류, 박테리아, 식물 추출물, 조류, 다당류 및 효모를 포함한 다양한 천연 제품이 녹색 합성에 사용되도록 조정되었습니다[10, 11]. 식물 추출물은 AuNP 및 AgNP 합성을 위한 녹색 환원제로 효과적으로 적용되어 왔다[11, 12]. 다양한 식물 추출물 중에서 생물학적 및 약리학적 활성을 갖는 한약(TCM)은 MNP의 녹색 합성에 매우 매력적입니다.
본 보고서에서는 Platycodi Radix(Plantycodon grandiflorum , Campanulaceae) AuNPs와 AgNPs의 합성에 이용되었다. 한약재로서의 Platycodi Radix의 약리 활성에는 apothegmatic 및 진해, 면역 자극, 항염증, 항산화, 항종양, 항당뇨병, 항비만, 간 보호, 진통, 인지 강화, 항콜린, 항히스타민 활성이 있습니다[13]. Platycodi Radix의 화학 성분은 탄수화물, 단백질, 지질 및 트리테르페노이드 사포닌을 함유하는 것으로 알려져 있습니다[14]. 트리테르페노이드 사포닌은 30개의 탄소로 구성된 4개 또는 5개의 고리 배열로 배열된 큰 그룹의 화합물에 속하며, 그 결과 분자의 한쪽 끝은 친수성이고 다른 쪽 끝은 소수성입니다[15]. 플라티코돈 사포닌의 아글리콘은 2개의 측쇄가 있는 올레아난형 트리테르펜입니다. 트리테르펜의 C-3 위치에는 글루코오스 단위가 에테르 결합으로 연결되어 있고, C-28 위치에는 에스테르 결합으로 다양한 글리코실기가 연결되어 있다. 접합된 글리코실기는 D-글루코오스, D-람노오스, D-아라비노오스, D-자일로오스 및 D-아피오스로 구성된다[16]. platycodon 사포닌 중 platycodin D(PD, Fig. 1)는 Platycodi Radix의 표지 화합물 중 하나이다. PD는 트리테르페노이드 사포닌의 주요 성분 중 하나이지만, 기수의 총 사포닌 함량은 약 2%입니다. 따라서 우리는 platycoside E와 platycodin D3의 platycodin D로의 효소적 변형을 개발했으며 Platycodi Radix의 수성 추출물에서 PD가 풍부한 분획을 성공적으로 얻었습니다[16, 17].
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플라티코딘 D의 구조
본 보고서에서는 PD가 풍부한 분획을 AuNPs 및 AgNPs(이하 PD-AuNPs 및 PD-AgNPs) 합성을 위한 녹색 환원제로 사용하였다. 각 나노입자 샘플의 합성 및 표면 플라즈몬 공명(SPR)의 반응 진행을 UV-가시광선 분광광도법으로 수행하였다. 크기와 형태는 고해상도 투과전자현미경(HR-TEM) 및 원자력현미경(AFM)을 포함한 현미경 방법으로 관찰되었습니다. 고해상도 X선 회절(HR-XRD) 패턴을 얻어 결정 구조를 확인했습니다. 푸리에 변환 적외선(FT-IR) 스펙트럼을 획득하여 두 나노 입자의 합성에 관련된 기능 그룹을 설명했습니다. PD-AuNPs의 촉매 활성은 과량의 수소화붕소나트륨이 존재할 때 4-NP가 4-AP로 환원 반응하여 평가되었습니다. 또한, AFM 높이 이미지에서 나노 크기의 기하학을 정확하게 식별하기 위해 표면 기하학을 향상시킬 수 있는 곡률 종속 진화 방식을 개발했습니다[18]. 주 곡률 흐름을 사용하는 표면 전개 방정식은 해당 주 방향에서 AFM 이미지를 매끄럽게 하고 향상시킵니다. 주 곡률은 이산 AFM 높이 데이터의 1차 및 2차 도함수에서 직접 계산됩니다. Luet al. 형태적 특징에 대한 곡률 흐름의 영향을 연구하고 평균 곡률 흐름이 원치 않는 새로운 형태적 특징을 생성할 수 있지만 주요 곡률 흐름 아래에서는 특징점이 생성되지 않는다는 것을 보여주었습니다[19].
Platycodi Radix의 수성 추출물에서 PD가 풍부한 분획은 이전 보고서 [16, 17]에 따라 효소 변형에 의해 준비되었습니다. 염화금산 삼수화물(HAuCl4 ·3H2 O), 질산은, 수소화붕소나트륨 및 4-니트로페놀은 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO, USA)에서 입수했습니다. 나노입자의 SPR 및 4-NP 환원 반응의 진행은 Shimadzu UV-2600(Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan)이 뒤따랐다. 300kV에서 작동하는 JEM-3010 기기를 사용하여 HR-TEM 이미지를 획득하여 제품의 크기와 형태를 조사했습니다(JEOL, Tokyo, Japan). HR-TEM 이미지를 얻기 위해 탄소 코팅된 구리 그리드(탄소 B형, 300 메쉬)를 Ted Pella(Redding, CA, USA)에서 구입했습니다. AFM 이미지를 얻기 위해 탭핑 모드로 작동하는 Dimension® Icon® 기기를 수행했습니다(Bruker Nano, Santa Barbara, CA, USA). 샘플 로딩을 위해 운모(V-1 등급, 길이 25mm × 25mm, 두께 0.15mm)는 SPI Supplier Division of Structure Probe(West Chester, PA, USA)에서 입수했습니다. 프리미엄 고해상도 태핑 모드 실리콘 프로브(RTESP AFM 프로브, MPP-11100-10)는 Bruker Nano(Santa Barbara, CA, USA)에서 구입했습니다. 결정 구조를 설명하기 위해 Cu Kα 방사선 소스(λ =0.154056 nm)(Bruker, Karlsruhe, Germany)가 장착된 Bruker D8 Discover 고해상도 X선 회절계가 사용되었습니다. HR-XRD 패턴은 20° ~ 90°(2θ scale) 범위에서 획득되었습니다. 400 ~ 4000cm −1 파수 범위에서 Nicolet 6700 분광계로 FT-IR 스펙트럼을 얻기 위해 KBr 펠릿을 준비했습니다. (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA). HR-XRD 및 FT-IR 분석을 위해 분말 샘플을 준비하기 위해 FD5505 동결 건조기를 작동했습니다(일신바이오, 서울, 한국).
PD-AuNPs의 1mL 샘플은 PD 농축 분획(0.05%) 및 HAuCl4의 최종 농도로 합성되었습니다. ·3H2 O(0.2mm). 반응 혼합물을 주위 온도에서 5분 동안 인큐베이션했습니다. PD-농축 분획(0.01%) 및 AgNO3의 최종 농도로 PD-AgNPs의 1mL 샘플을 합성했습니다. (0.8mm). 반응 혼합물을 80°C 오븐에서 3시간 동안 인큐베이션하고 주변 온도에서 21시간 동안 추가로 인큐베이션했습니다. UV 가시광선 스펙트럼은 300~700nm 범위에서 획득했습니다.
나노입자의 크기를 정확하게 측정하고 나노입자의 수를 효과적으로 계산하기 위해 실험용 원자현미경 높이 데이터와 함께 다음 곡률 유동 방정식을 사용했습니다.
\( {\Phi}_{,t}\left(x,y,t\right)=\beta \sqrt{1+{\Phi}_{,x}^2+{\Phi}_{,y }^2=\beta \left|\nabla \Phi \right|} \), 여기서 표면 S ={(x , y , z ) :z =Φ(x , y , z )}.
β인 경우 주 곡률에 의존하도록 선택되며 이 진화 과정을 "곡률 흐름 .” β일 때 가 주요 곡률 중 하나로 선택되면 해당 흐름을 κ라고 합니다. 나 흐름(i =1,2). 주요 곡률 흐름은 해당 기본 방향으로 이미지를 부드럽게 만듭니다.
촉매 활성을 위해 PD-AuNP는 다음과 같이 합성되었습니다. PD가 풍부한 분획(0.1%, 500μL)을 탈이온수(480μL)와 혼합한 다음 HAuCl4을 첨가했습니다. ·3H2 O(10mM, 20μL). 반응 혼합물을 10초 동안 볼텍싱하고 암실에서 24시간 동안 주위 온도에서 인큐베이션했습니다. PD-AuNPs의 촉매 활성은 수성 시스템에서 과량의 수소화붕소나트륨이 존재할 때 4-NP에서 4-AP로의 환원 반응을 사용하여 평가되었습니다. 4-NP 용액(900μL, 0.5mM)을 탈이온수(650μL)와 혼합했습니다. 이 용액에 새로 제조된 수소화붕소나트륨(1.65mL, 10mM)을 첨가했습니다. 다음으로 새로 합성된 PD-AuNP(800μL)를 추가했습니다. 촉매 활성에 대한 반응 혼합물의 최종 농도는 4-NP(0.113mM, 1당량), 수소화붕소나트륨(4.13mM, 36.5당량) 및 PD-AuNP(0.04mM, 0.354당량)였습니다. . 주변 온도에서 200~700nm 범위의 UV-가시광선 분광광도계를 사용하여 720초 동안 반응 진행 상황을 모니터링했습니다.
첫째, AuNPs와 AgNPs의 합성을 위해 용액의 가시적인 색상 변화에 의해 반응 완료를 쉽게 결정할 수 있었다. PD-AuNP의 색상은 536nm에서 SPR이 있는 와인 보라색이었습니다(그림 2a). 노란색을 나타내는 PD-AgNPs의 SPR은 427nm에서 관찰되었습니다(그림 2b). 그림 2의 디지털 사진은 이전 섹션에서 설명한 절차에 따라 합성된 PD-AuNP(좌, a) 및 PD-AgNP(우, b)의 솔루션을 보여줍니다. 이러한 색상 변화는 나노 입자의 전도 전자의 진동 주파수를 입사 방사선의 주파수와 일치시킵니다. 따라서 UV 가시 스펙트럼은 AuNP 및 AgNP의 특징적인 SPR 밴드의 반응 완료를 결정하기에 충분한 정보를 제공합니다. 그림 2에 표시된 자외선 가시광선 스펙트럼에서 PD가 풍부한 부분은 두 나노입자를 생성하는 환원제 역할을 했습니다.
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UV-가시광선 스펙트럼. 아 PD-AuNP 및 b PD-AgNPs
나노 입자의 시각화는 크기, 형태 및 분산 상태를 포함한 중요한 정보를 식별하는 중요한 단계입니다. 그림 3에서 볼 수 있듯이 PD-AuNP는 평균 직경이 14.94 ± 2.14nm인 구형입니다. 작은 삼각형 및 기타 다각형 모양도 구형과 함께 PD-AuNP에 대해 관찰되었습니다. 구형 모양의 평균 직경은 HR-TEM 이미지에서 103개의 개별 나노 입자로부터 측정되었습니다. 크기 분포에 대한 가우스 히스토그램은 그림 3d와 같이 관찰되었습니다. 가장 흔히 관찰되는 PD-AuNP의 크기는 14 ~ 15nm 범위였습니다. 도 3a에 나타난 바와 같이 PD-AuNPs는 응집 없이 잘 분산되어 PD-농축 분획이 캡핑제(또는 안정화제)로도 작용함을 시사한다. 구형 PD-AgNPs도 그림 4에서 관찰되었습니다. PD-AuNPs의 분산 상태와 유사하게 PD-AgNPs의 분산 상태는 우수했으며 평균 직경이 18.40 ± 3.20 nm인 것으로 나타났습니다(그림 4d). HR-TEM 이미지에서 100개의 개별 나노입자를 무작위로 선택하여 평균 직경을 얻었다. 가장 흔히 관찰되는 PD-AgNP의 크기는 17 ~ 18nm 범위였습니다.
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아 –ㄷ HR-TEM 이미지 및 d PD-AuNP의 크기 히스토그램. 눈금 막대는 a를 나타냅니다. 100nm, b 10nm 및 c 5nm
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a–c HR-TEM 이미지 및 d PD-AgNP의 크기 히스토그램. 눈금 막대는 a를 나타냅니다. 100nm, b 20nm 및 c 5nm
AFM 이미지는 이전 섹션에서 설명한 HR-TEM 이미지와 잘 확증되었습니다. PD-AuNPs의 구형 형태는 그림 5에서 관찰되었습니다. 2D 높이(그림 5a)와 3D 높이(그림 5d) 이미지 모두에서 더 밝은 나노 입자가 더 높은 높이를 소유했습니다. 지형 정보 외에도 위상 이미지는 일반적으로 표면 구조를 감지하고 부드러움/경도 영역을 구별하며 재료의 다양한 구성 요소를 매핑합니다. 2D 위상 이미지(그림 5b)에서 볼 수 있듯이 구형 PD-AuNP가 잘 시각화되었습니다. 또한 3D 진폭 오류 이미지(그림 5c)는 구형 형태를 나타냅니다. 단면분석을 수행하였고 그 결과를 Fig. 5e에 나타내었다. 그림 5a의 A-B선을 분석한 결과 두 PD-AuNP의 높이는 10.44nm와 10.47nm로 측정되었습니다.
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AFM 이미지 및 PD-AuNP의 단면 분석. 아 2D 높이(1μm × 1μm). ㄴ 2D 위상(2.5μm × 2.5μm). ㄷ 3D 진폭 오류(1μm × 1μm). d 3D 높이(1μm × 1μm). 이 a의 라인 A–B 섹션 분석
구형 PD-AgNP는 2D 높이 이미지에서 명확하게 시각화되었습니다(그림 6a). 2D 상(그림 6b)과 3D 상(그림 6c) 이미지에서 두 가지 다른 구성 요소(PD-AgNPs 및 환원제)에 대한 자세한 정보를 관찰했습니다. 밝은 색상의 구형 재료(즉, PD-AgNPs)는 어두운 색상의 구성 요소보다 상대적으로 더 높은 경도를 유지했습니다. 더 어두운 색의 성분은 환원제(즉, PD가 풍부한 부분)에서 나온 것입니다. PD-AgNPs의 구형 형태는 3D 진폭 오류 이미지에서도 확인되었습니다(그림 6d). 섹션 분석도 수행되어 그림 6e에 표시됩니다. 그림 6a의 A-B선을 분석한 결과 두 PD-AgNP의 높이는 7.46과 10.35 nm로 측정되었다.
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AFM 이미지 및 PD-AgNP의 단면 분석. 아 2D 높이(1μm × 1μm). ㄴ 2D 위상(1μm × 1μm). ㄷ 3D 위상(1μm × 1μm). d 3D 진폭 오류(1μm × 1μm). 이 a의 라인 A-B 섹션 분석
그림 5 및 6은 각각 PD-AuNP 및 PD-AgNP의 2D 및 3D AFM 원시 데이터를 표시합니다. 그림의 현재 높이 이미지에서. 도 5a 및 도 6a에 도시된 바와 같이, 도 5b 및 도 6b의 위상 정보 없이는 나노입자의 경계를 정확하게 식별하기 어렵다. 3D 이미지는 나노입자의 형태를 식별하는 데 도움이 되지만 나노입자의 정확한 크기를 제공하지는 않습니다. 따라서 κ를 사용한 곡률 종속 진화 2 흐름은 나노 입자와 기판 사이의 계곡 선을 식별하는 데 사용되었습니다. 그림 7과 같이 Δt의 단계 크기를 사용하여 =10 −7 , PD-AuNP(그림 5a) 및 PD-AgNP(그림 6a)의 2D 높이 데이터에 대해 500개의 진화 단계가 수행되었습니다. κ 2 흐름은 PD-AuNP(그림 7a)와 PD-AgNP(그림 7b)의 경계를 나타내는 주요 계곡 선을 정확하게 식별했습니다. 파란색과 빨간색 선은 각각 얻은 계곡과 능선을 나타냅니다. 이러한 향상된 이미지에서 크기 측정을 위해 각 이미지에서 30개의 개별 나노입자를 선택했습니다. 향상된 AFM 2D 이미지에서 크기는 PD-AuNP의 경우 19.14nm, PD-AgNP의 경우 29.93nm로 측정되었습니다. AFM 이미지의 크기는 HR-TEM 이미지에서 측정된 것보다 컸습니다(PD-AuNP의 경우 14.94nm, PD-AgNP의 경우 18.40nm). AFM 운모 기판에서 AuNP의 냉간 용접 현상은 HR-TEM과 AFM 크기 측정 사이의 크기 불일치를 설명할 수 있습니다[20].
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곡률 의존적 진화에 의한 향상된 AFM 2-D 높이 이미지. 아 PD-AuNP. ㄴ PD-AgNPs
HR-XRD 분석은 나노 입자의 결정 구조를 식별하는 데 필요합니다. 그림 8에서 볼 수 있듯이 HR-XRD 분석은 PD-AuNP와 PD-AgNP의 브래그 반사를 보여 두 유형의 나노 입자가 모두 면심 입방 구조를 가지고 있음을 나타냅니다. (111) 및 (200) 평면은 PD-AuNP에서 각각 38.2° 및 44.4°에서 나타났습니다(그림 8a). PD-AgNPs의 경우 38.2°, 44.4°, 65.2° 및 78.0°에서 강한 회절 피크가 결정 구조의 (111), (200), (220) 및 (311) 평면에 해당합니다(그림 1a). 8b). 불순물은 별표로 표시됩니다. (111) 평면은 두 나노 입자의 HR-XRD 패턴에서 가장 강렬하여 결정의 주요 방향이 (111) 평면을 따라 있음을 나타냅니다. 다음으로, Scherrer 방정식을 사용하여 두 나노 입자의 대략적인 크기 추정을 수행했습니다. (111) 피크가 가장 강렬했기 때문에 이 피크를 기준으로 크기를 추정했습니다. Scherrer eq.에서 각 항의 정의. (디 =0.89 × λ/W × cosθ)는 다음과 같습니다. D 는 입자 크기, θ는 (111) 피크의 브래그 회절각, λ는 X선 파장, β는 (111) 피크의 반치전폭(FWHM)(라디안)입니다. 방정식의 대략적인 크기 추정 결과 PD-AuNP의 경우 11.05nm, PD-AgNP의 경우 12.54nm였습니다.
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HR-XRD 분석. 아 PD-AuNP. ㄴ PD-AgNPs
FT-IR 스펙트럼은 환원제의 어떤 작용기가 AuNP와 AgNP의 합성에 관여했는지에 대한 중요한 정보를 제공합니다. PD는 트리테르펜 아글리콘과 당으로 구성되어 배당체를 형성합니다(그림 1). PD가 풍부한 분획(그림 9a), PD-AuNP(그림 9b) 및 PD-AgNP(그림 9c)의 세 가지 FT-IR 스펙트럼이 그림 9에 나와 있습니다. PD 농축 분획의 -OH 그룹에 해당하는 광대역은 3421cm -1 에서 나타났습니다. (그림 9a). -OH 그룹의 수소 결합으로 인해 넓은 밴드가 관찰되었습니다. 이 밴드는 3426cm −1 로 이동했습니다. PD-AuNP(그림 9b) 및 3407cm −1 의 경우 PD-AgNPs의 경우(그림 9c), 하이드록실 그룹이 합성에 관여했음을 시사합니다. 1654cm −1 의 밴드 및 1457cm −1 PD가 풍부한 분획에서 방향족 C=C 결합 진동으로 인해 나타났습니다(그림 9a). 합성 후 1654cm −1 의 밴드 더 낮은 파수로 이동됨(예:1633cm −1 ) PD-AuNP(그림 9b) 및 1621cm −1 PD-AgNP의 경우(그림 9c). 1035cm −1 에서 C–O 및 C–H 진동이 나타났습니다. (그림 9a), 이 대역은 더 높은 파수로 이동했습니다(예:1043cm −1 ). PD-AuNP(그림 9b) 및 1058cm −1 PD-AgNP의 경우(그림 9c). FT-IR 결과에서 PD가 풍부한 분획의 –OH, 방향족 C=C, C–O 및 C–H 작용기가 합성에 기여했습니다.
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FT-IR 스펙트럼. 아 PD가 풍부한 분획. ㄴ PD-AuNP. ㄷ PD-AgNPs
녹색 합성 AuNP는 4-NP 환원 반응의 촉매로 성공적으로 적용되었습니다[21,22,23,24,25]. PD-AuNPs의 촉매 활성은 수소화붕소나트륨 존재하에서 4-NP의 4-AP로의 환원 반응을 사용하여 평가되었다. AuNP의 촉매 활성을 평가하기 위해 4-NP의 환원 반응을 사용하는 주요 이유 중 하나는 UV-가시광선 분광광도법으로 반응을 정성적으로나 정량적으로 모니터링하기가 매우 용이하기 때문입니다. 촉매 활성에 대한 반응 혼합물의 최종 농도는 4-NP(0.113mM, 1당량), 수소화붕소나트륨(4.13mM, 36.5당량) 및 PD-AuNP(0.04mM, 0.354당량)였습니다. . 과량의 수소화붕소나트륨(기질 4-NP에 대해 36.5 당량)이 있는 경우 4-NP는 4-니트로페놀레이트 음이온의 형성으로 인해 400nm에서 최대 흡광도를 나타냈습니다(데이터는 표시되지 않음). 4-니트로페놀레이트 음이온 용액의 색은 황색이며, 촉매를 첨가하지 않으면 환원반응이 진행되지 않았다. 400nm에서 흡광도는 PD-AuNP가 촉매로 첨가될 때까지 변하지 않았습니다. PD-AuNP가 추가되자마자 400nm에서 흡광도가 감소하기 시작했습니다. 흥미롭게도 300nm에서 새로운 피크가 동시에 나타났으며 이는 최종 제품인 4-AP를 나타냅니다(그림 10a). 과량의 수소화붕소나트륨이 있는 상태에서 720초 이내에 반응이 완료되었습니다. 유사 1차 동역학을 보장하기 위해 반응 동안 과량의 수소화붕소나트륨을 사용했습니다. 시간(초) 및 ln(C의 플롯에서 그 /C 0 ) (C 그 :시간 t에서 400nm에서 4-NP의 농도 , C 0 :시간 0에서 400nm에서 4-NP의 농도 ), 3.4 × 10 −3 의 비율 상수로 선형 관계가 관찰되었습니다. /s(그림 10b). C를 대체할 수 있습니다. 그 및 C 0 A 그 그리고 A 0 , 각각 A 그 시간 t에서 400nm에서의 흡광도입니다. , 및 A 0 시간 0에서 400nm에서의 흡광도입니다. . 결과에 따르면 PD-AuNP는 4-NP 환원 반응을 효과적으로 촉매하여 과량의 수소화붕소나트륨이 존재할 때 4-AP를 생성합니다.
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PD-AuNP 촉매 존재하에서 수소화붕소나트륨에 의한 4-NP 환원 반응. 아 UV 가시 스펙트럼 및 b ln(C의 플롯 그 /C 0 ) 시간(분)의 함수로
우리 연구실에서는 AuNPs 합성을 위해 다양한 농도의 카페인산을 사용하였고 4-nitrophenol 환원반응을 이용하여 촉매 활성을 평가하였다[26]. 카페인산은 식물에서 발견되는 이차 대사 산물 및 페놀 화합물 중 하나입니다. 결과는 가장 낮은 농도의 카페인산이 가장 높은 촉매 활성을 나타냄을 보여주었다. 또한 원심분리에 의해 원래의 콜로이드 용액에서 카페인산을 제거하면 촉매 활성이 최대 6.41배까지 향상되었습니다. 현재 시스템에서 PD-AuNPs의 속도 상수는 3.4 × 10 −3 으로 관찰되었습니다. /에스. 원심분리에 의한 PD-AuNP의 합성 후 PD의 제거는 촉매 활성을 증가시킬 수 있습니다. 이것은 우리의 미래 작업 중 하나가 될 것입니다. caffeic acid와 PD는 모두 식물의 2차 대사 산물이며 생성된 AuNP는 우수한 촉매 활성을 나타냅니다. 따라서 식물의 다양한 2차 대사산물은 AuNP 나노촉매를 생산하기 위한 녹색 환원제의 효율적인 후보가 될 수 있습니다.
PD는 Platycodi Radix의 주요 platycodon 사포닌이며 유익한 생물학적 활성을 갖는 것으로 알려져 있습니다. 현재 보고서에서 PD가 풍부한 분획은 PD-AuNP 및 PD-AgNP 합성을 위한 녹색 환원제로 사용되었습니다. HR-TEM 및 AFM 이미지는 크기와 형태에 대한 정보를 제공했습니다. 두 나노 입자는 대부분 면심 입방 구조를 가진 구형이었습니다. AFM 이미지를 매끄럽고 향상시키기 위해 곡률 의존적 진화가 사용되어 크기를 정확하게 측정할 수 있습니다. -OH, 방향족 C=C, C-O 및 C-H 작용기는 나노 입자를 생성하는 환원제로 작용했습니다. 또한 PD-AuNPs는 4-NP 환원 반응에 대한 촉매 활성을 나타내어 PD-AuNPs가 향후 촉매로 적용될 수 있음을 시사합니다. 식물 대사 산물은 NMP의 고유한 활동과 함께 종종 상승적인 특성을 나타내는 고유한 가치 있는 생물학적 활동을 가지고 있습니다. 따라서 우리의 미래 작업 중 하나는 시험관 내 및 생체 내 연구를 통해 두 나노 입자의 생물학적 활성 평가를 포함합니다. 결론적으로, 새로운 나노물질을 생산하기 위한 사포닌과 같은 식물 대사산물의 사용과 확대는 계속해서 증가할 것이다.
나노물질
초록 파킨슨병(PD)은 중뇌에서 도파민성 뉴런의 점진적인 소실을 특징으로 하며, 줄기 세포 이식 방법은 치료를 위한 유망한 전략을 제공합니다. 이러한 연구에서 생체 내 이식된 세포의 생물학적 행동을 추적하는 것은 줄기 세포 기능에 대한 기본 이해와 임상 효과 평가에 필수적입니다. 본 연구에서 우리는 열분해 방법과 2단계 개질을 통해 폴리아크릴산(PAA)과 메톡시폴리에틸렌글리콜아민(PEG)으로 코팅된 새로운 초소형 초상자성 산화철 나노입자를 개발했습니다. USPIO-PAA/PEG NP는 TEM 및 FTIR에서 볼 수 있듯이 10.0
초록 나노기술은 과학의 모든 분야에서 중요한 응용으로 가장 유망한 연구 분야가 되었습니다. 최근 몇 년 동안, 산화주석은 나노미터 범위에서 이 물질의 합성으로 개선된 매혹적인 특성으로 인해 엄청난 주목을 받았습니다. 오늘날 주석 산화물 나노 입자를 생산하기 위해 수많은 물리적 및 화학적 방법이 사용됩니다. 그러나 이러한 방법은 고가이고 높은 에너지를 필요로 하며 합성 과정에서 다양한 유독성 화학물질을 사용한다. 인간의 건강 및 환경적 영향과 관련된 증가된 우려는 생산을 위한 비용 효율적이고 환경 친화적인 공정의 개발로 이어졌습니다
