Зеленом синтезе
Возможность использования экстрактов
жүктеу/скачать 0,98 Mb.
|
| Возможность использования экстрактов Tamarix Hispida в образовании наночастиц и механизм синтеза
В последние годы ученых привлекают биологические методы получения наноразмерных структур с экономически эффективной и экологически безопасной точки зрения. Биологические методы представляют собой синтез наночастиц с помощью восстанавливающего агента. Преимуществоми таких методов, несомненно, являются возможность удешевления самого процесса, получение наночастиц в неограниченном количестве без потерь электроэнергии и экологическая чистота, универсальность и доступность, отсутствие токсичных соединений в составе биофабрики. “Зеленый синтез” наночастиц – это способ получения различных наночастиц из солей соответствующих металлов с использованием растительных экстрактов. Этот метод позволяет получать наночастицы металлов различной формы от 10 до 500 нм [23]. Благодаря зеленому синтезу синтезируются устойчивые наночастицы различных форм и размеров, которые демонстрируют уникальные свойства для использования их в различных областях нанотехнологий и нанобиотехнологий. Кроме того, полученные наночастицы (например, серебро, цинк и т. д.) могут проявлять антибактериальные и фунгицидные свойства. Однако следует отметить, что несформировано полное понимание механизма синтеза наночастиц с помощью микроорганизмов в силу того, что каждый живой организм по-разному реагирует на известный ион металла. Различные факторы, такие как водородный показатель, температура, время реакции, концентрация, оказывают влияние на процесс образования наночастиц и их размеры [14]. На рисунках 2, 3 приведены схемы синтеза наночастиц с помощью растительных экстрактов, так называемого «зеленого синтеза». Рисунок 2. Общая схема получения наночастиц с помощью “Зеленого синтеза” [22] Рисунок 3. Схема получения наночастиц металлов с использованием растительного экстракта [23] Получение наночастиц на основе растительного экстракта - наиболее легкий и вероятностный метод синтеза солей соответствующего металла с использованием растительных экстрактов в качестве стабилизатора и восстановителя. Растительные экстракты должны быть совместимы с солями металлов. В свою очередь, получаемые наночастицы металлов могут иметь сферическую, треугольную, пентагональную, гексагональную форму в пределах 10-800 нм. Как указано в таблице 1, синтез наночастиц металлов с помощью растительных экстрактов нескольких видов растений осуществляется, играющими важную роль в их составе, природными восстанавливающими агентами, такими как флавоноиды, терпеноиды, алкалоиды, полифенолы, сахара, фенольные кислоты. 1-таблица. Восстанавливающие агенты наночастиц в составе растений [6].
Сравнение состава Tamarix Hispida с уже изученными растениями в качестве биофабрикатов для наночастиц показывает, что в его составе встречаются схожие биологические активные комплексы, которые могут способствовать образованию и восстановлению наночастиц металлов из их солей. Так, Мехата и Джайн [18] синтезировали наночастицы металла серебра AgNP, использовав растение Ocimum sanctum (Туласи), которое содержит группу флавоноидов (кверцетин), и описали их антибактериальные и морфологические свойства, демонстрируя, что кверцетин отвечает за синтез наночастиц. Можно привести пример с Sesbania grandiflor как идентичное растение с Tamarix Hispida, где группы флавоноидов, терпеноидов и сапонинов вступают в реакцию восстановления ионов металла серебра и образовывают наночастицы [19]. Показывающее высокую антибактериальную активность наночастицы золота AuNP, синтезированные с помощью растительного экстракта Azolla microphylla , также образуются с помощью фенольных соединений, терпеноидов и флаваноидов [37]. По результатам многочисленных работ, можно сделать вывод, что восстановление ионов металла происходит за счет фенольных соединений, особенно флавоноидов, содержащихся в растениях [15,16]. Сообщается, что флавоноиды являются не только восстанавливающим агентом, но и имеют свойства высокой биологической антиоксидантной активности при хелатировании с ионами металлов [20]. При диссоциации солей металлов на ионы и катионы образуются гидроксильные комплексы [6]. После пресыщения гидроксильных комплексов, начинается рост кристаллита с кислородными формами и в итоге образовываются кристаллические плоскости. После активации агентов растительного экстракта, группа восстановителей начинают отдавать свои электроны ионам металлов и превращают их в наночастицы. По мнению исследователей, молекула флавоноидов имеет три области, ответственные за радикально-связывающие свойства [21]: (1) – две соседние гидроксильные группы в кольце В, называемые катехолами; (2) – 2,3-двойные связи, способные делокализировать электроны в кольце В, коньюгеризированные 4-оксо группой; (3) – гидроксильные группы 3 и 5, ответственные за захват радикалов (рис.4). На рисунке приведены три области радикально-связывающими свойствами на примере кверцетина. Учеными было выдвинуто предположение, что гидроксильная группа в положении С-3 и гидроксилы катехольной группы в кольце В являются первичными формами различных оксидантов. При окислении этих групп образуются сначала кратковременные семихиноновые анион-радикалы, а затем ортохиноны. Указанные гидроксильные группы могут объединяться в одну систему внутриклеточных переходов (5-рисунок). 4-рисунок. Группа молекул кверцетина, ответственных за связывание свободных радикалов [21] 5-рисунок. Возможная последовательность молекулярного перехода кверцетина, контролирующего извержение радикалов в катехольную группу кольца В Используя схему восстановления, предложенную учеными [21], на примере растения Tamarix Hispida, учитывая активные центры молекулы флавоноидов, в составе экстрактов, можно предложить следующую возможную схему восстановления ионов металлов. 1. Восстановление ионов сербера 3-о-сульфат-7-метиловыйэфир кверцентина (тамариксин) 2. Увеличение размеров наночастиц: 3. Образование и рост наночастиц металлов (мицелл), содержащих оболочку и анти-ионы H+ : 4. Стабилизация в щелочной среде: Таким образом, как показано в этих химических реакциях, окисление иона серебра происходит в три этапа. А выделение гидроксильных групп при добавлении раствора едкого натра обеспечивает долговременную стабилизацию наночастиц металла. Окисление наночастиц цинка, по представлению авторов, происходит в присутствии полифенолов, терпеноидов и флавоноидов растительного происхождения похожим образом [22]. жүктеу/скачать 0,98 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|