绿色合成金纳米粒子使用肉桂树皮提取物、特性和荧光活动盟/伊红Y组件

本研究报道的合成金纳米粒子(AuNPs)使用一个非常规的、环保的方法,利用肉桂树皮提取物作为还原剂和稳定剂。合成AuNPs特点使用紫外可见光谱和透射电子显微镜(TEM)。紫外可见光谱显示了表面等离子体共振(SPR)峰值约535海里。TEM显示AuNPs的球形和粒度分布在35 nm。合成的能力AuNPs曙红Y的冷却器染料使用荧光计监测。这是发现在AuNPs面前,伊红的荧光峰是灭的。曙红和AuNPs的混合物的荧光增强的牛血清白蛋白(BSA)的蛋白质。TEM显示的平均大小AuNPs从35个减少到5 nm的曙红,然后AuNPs的大小增加到26海里在添加BSA anp和曙红的混合物。这些荧光波动可以用于跟踪识别和若。

许多不同的方法来合成金属纳米粒子已经探索。合成纳米颗粒的传统方法包括化学和物理过程,它是昂贵的。这个合成的化学物质往往有毒物质会污染环境和导致健康问题(Mafune et al。2001年;黄金2011年)。近年来,生物合成已被建议作为一种纳米粒子的合成方法。生物合成涉及使用环保材料,如细菌、真菌和植物提取物。植物提取物已被证明执行生物还原的金属,从而限制和稳定生产的纳米颗粒(Zhang et al。2016年;沙等。2010年)。从植物中提取通常包含糖,绿色萜类化合物、多酚、生物碱、酚酸、和蛋白质是优秀的减少代理人;这些是有用的在银和金纳米粒子的合成(Nadaroğlu et al。2017年)。

合成涉及使用植物和植物提取物等木槿cannabinus叶(Alaa et al。2018年),姜黄素(Abdulwahab et al。2016年),肉桂[Smitha et al。2009年),和指甲花(马卡洛夫et al。2014年)已成功地用于合成金属纳米颗粒。在所有贵金属纳米颗粒中,金纳米粒子获得了巨大的利益,因为它许多独特的属性和众多技术和医学应用,如癌症治疗、医学成像和药物输送(阿维左等。2010年)。起源的一个独特的金纳米粒子的光学性质是一种现象称为表面等离子体共振(SPR)发生在可见区域由于组合振动导带中的电子与入射波长共振导致强烈的吸收和散射特性(Myroshnychenko et al。2008年)。

研究染料分子的结合能力的纳米粒子的表面获得了相当大的兴趣在生化分析,因为他们提供很多好处对感应淬火效率在古典染料淬火系统(Swierczewska et al。2011年)。染料诱导荧光猝灭的纳米颗粒被报道是由激发态反应,分子重组,能量转移,极化子复杂地层和碰撞猝灭。

金纳米粒子显示能力淬火等荧光团ADS680HO (Raikar et al。2011年)和异硫氰酸荧光素(FITC) (Loumaigne et al。2010年)和激光染料(El-Sayed和Gaber2012年)。这种淬火是必不可少的一个检测系统称为荧光激活做调查。它由一个荧光团,作为捐赠者和冷却器作为受体,如金纳米颗粒(AuNP)。都是放置在靠近时,淬火发生由于几种能量传递机制。这些机制是军事;距离越短,淬火越高,反之亦然。构造探测时,荧光团和饮料放在对方允许淬火过程的发生。一旦目标出现在附近的调查,目标激活探头通过增加荧光团和冷却器之间的距离,使荧光恢复。探针的类型可以改变通过增加一些额外的组件(如蛋白质和酶,充当互补分子激活目标和原因。

在这项研究中,提取的肉桂树皮被用作还原剂/覆盖剂合成金纳米粒子。紫外可见吸收光谱和TEM图像被用来表征金纳米粒子。金纳米粒子表现出最大吸收峰从579年到535海里,平均大小35 nm。合成AuNPs被发现是稳定在1年。合成纳米颗粒被用于调查曙红Y染料的荧光猝灭。荧光猝灭机理研究了Stern-Volmer方程。这是表明,曙红染料的荧光猝灭金纳米粒子的形成主要是由于dye-gold纳米颗粒复杂。据我们所知,合成金纳米粒子的能力(AuNPs)利用肉桂和NaBH的缺失₄伊红染色荧光猝灭的不是之前报道。曙红和AuNP混合物的猝灭荧光恢复的BSA蛋白探针。荧光的复苏可能被用于检测和识别缓冲和血清中的蛋白质。

样品制备

肉桂树皮被从当地商店和购买洗几次与蒸馏水冲洗去除尘埃粒子。肉桂是干磨和搅拌机。精细的接地肉桂混合重蒸馏的水100毫升、2.5 g是煮五分钟,然后使用绘画纸滤纸过滤两次。1。准备黄金溶液,0.023克的黄金三水合氯化(3)粉(HAuCl4) (Sigma-Aldrich)增加了60毫升的去离子水准备HAuCl 1毫米₄解决方案。不同卷肉桂提取物添加到一个固定的体积(HAuCl 4毫升的1毫米₄)解决方案。每个混合溶液在微波炉加热15 s 1000 W的力量。原液的浓度3 mg / l曙红准备的乙醇。原液的浓度为3.5 g / l的白蛋白。解决方案的共存物质准备。

样品描述

表征合成的纳米粒子进行了使用各种分析技术,包括紫外可见光谱仪(日本岛津公司uv - 1800)和透射电子显微镜(TEM)(范,Morgagni 268年,捷克)。紫外可见光谱30分钟后被允许完成反应。TEM,样本由沉淀胶体纳米颗粒的液滴在TEM网格有碳支持电影。网格被转移到TEM之前风干。TEM是在加速电压80 kV亮场模式。几个影像被用来测量纳米颗粒的平均尺寸。荧光光谱记录使用荧光计(日本岛津公司rf - 6000)。

证实了金纳米粒子的形成解决方案的色彩的变化从淡黄色到紫红色颜色微波加热后,以及特征峰SPR。图1显示了合成纳米粒子的紫外可见光谱。光谱揭示了一个强大的SPR高峰在535纳米左右。峰值产生的自由电子的集体振荡导带。单个SPR峰的存在意味着形成纳米粒子几乎是球形。SPR峰蓝移,从579年到535 nm肉桂提取物的添加量增加;SPR峰的蓝移是生产小尺寸的纳米粒子的迹象。转向更短的波长与减少纳米颗粒大小与振荡频率不同的自由电子在导带(Barnes et al。2003年)。SPR带吸光度增加越来越肉桂提取液的体积。吸光度的增加越来越体积的提取揭示了更高的Au纳米颗粒的生产,这是由于更多的可用性还原剂bioreduction盟的离子(Sathishkumar et al。2009年)。肉桂含有光化学等萜类化合物,碳水化合物,黄酮,和蛋白质负责报道bio-reduction盟盟+^o。萜类化合物和蛋白质被认为发挥重要作用在Au纳米生物合成的减少非盟离子和碳水化合物提供涂料AuNPs (Shankar et al。2003年;Nripen et al。2010年)。合成AuNPs使用树皮提取优于其他植物提取物等AuNPs被发现是稳定的1年多没有任何添加表面活性剂或PH值控制,防止聚合而大多数植物提取物需要控制聚合添加剂。AuNPs稳定性的验证通过记录经常检测SPR吸收光谱的峰值。树皮提取物生产比其他植物提取物归功于AuNPs较大数量的减少代理的可用性提取,如类黄酮及其抗氧化活性(Prasad et al。2009年;Shahidi和侯赛因2018年)。这是检测到的直接改变颜色在准备。值得一提的是,在实验期间,购买肉桂皮的批次随机从不同的来源,及其提取成功用于合成非盟NPs;的紫外吸收特征表明,关于SPR峰值位置观察无显著差异。

合成纳米粒子的紫外可见吸收光谱,不同体积比的肉桂提取HauCl固定体积的₄解决方案:(一)0.14 ml / 4毫升,(b) 0.18毫升/ 4毫升,(c) 0.3毫升/ 4毫升,(d) 0.4毫升/ 4毫升;(插入)颜色变化,从黄色(肉桂提取物)红色紫色(合成AuNPs)

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非盟纳米粒子的结构和尺寸进行了分析使用TEM。图2TEM显示图像样本得了。样品准备根据过程解释上面的混合0.24毫升的肉桂HAuCl 4毫升的1毫米的解决方案₄代表金纳米粒子。B样品制备的混合50μl AuNP的样本添加到4毫升的曙红原液(3 mg / l)。示例C是准备通过增加50μl白蛋白储备溶液(3.5 g / l)示例图2(左列)显示了TEM图像的所有三个样品与很少的不均匀性主要有球形形状的形状。

样本A-AuNP;样本的B-made 50-μl AuNP曙红的样本添加到4毫升原液(3毫克/ 1 l);样本C-made 50-μl白蛋白股票的解决方案(3.5 g白蛋白/ 1 l)添加到示例B

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纳米粒子的形态进行了分析通过SAED,布置得井然有序的晶体结构的模式是签名(无花果。2中间面板)。黄金纳米粒子表现出大小的多分散性。图2(右列)显示了胶体金纳米粒子的粒度分布的样本,B和c的大小分析,平均大小AuNPs被发现在35 nm为样本示例A B (AuNPs和伊红溶液共存),纳米颗粒的平均尺寸是减少到5 nm的平均大小。示例C (AuNPs共存,曙红的解决方案,和白蛋白),平均大小被发现从5增加到26海里。

图3显示了Au纳米粒子的发射光谱的激发波长336纳米。一把锋利的荧光峰被观察到413海里。获得的排放从366纳米金纳米粒子激发可能来源于三重激发态或第一个年代激发态sp.乐队(Shishino et al。2010年)。然而,从金纳米粒子发射的起源可以建立使用超快瞬态吸收光谱通过执行。

金纳米粒子的发射光谱激发波长336纳米

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荧光猝灭涉及有机染料和纳米粒子在bio-photonics最近获得了相当大的兴趣(王等。2017年)和材料科学。通常情况下,荧光猝灭实验受体和受体系统的组成。一系列的流程可以导致淬火,如激发态反应,能量转移,复杂的形成,碰撞淬火福斯特共振能量转移(FRET)。烦恼是一种无辐射能量转移的过程,通过远程偶极-偶极相互作用,从供体分子激动受体分子的电子态。受体分子的发射频带重叠必须充分的吸收带发生焦虑的受体分子,和能量转移的速度取决于两个分子的分离。

在这个实验中使用的有机染料分子被伊红Y染料为受体和绿色合成Au纳米颗粒作为受体。图4显示了金纳米粒子的吸收光谱(红色)和eosin-Y发射荧光的染料分子(黑)。从图可以看出,金纳米粒子的吸收光谱重叠严重与染料的发射宽带540 - 610 nm。领受人的吸收光谱的重叠AuNPs和发射光谱的受体曙红染色表明可能的机制参与能量转移是一种烦恼,计算临界分离距离(R0)= 46 AuNP-eosin规范化荧光和吸收光谱使用电子表格提供维瑟et al .(维瑟et al。2011年)。

重叠光谱的吸收光谱之间受体Au纳米颗粒(红线)和受体的发射光谱曙红染料稀释(黑线)

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确认淬火,不同的卷AuNPs曙红的被添加到一个固定的体积。观察到,伊红染料的荧光强度(受体)减少AuNP(承诺人)浓度增加。因此,可以假设一个AuNPs曙红分子的能量转移。图5显示了曙红的荧光猝灭在550海里。结果表明,荧光团的存在在附近金属纳米颗粒可能会导致能量或电子转移(Lackowicz1999年)。我们可以看到从无花果。5除了荧光猝灭过程,曙红吸收峰表现出略有红移峰位置AuNPs添加了曙红染色这可能被视为一个迹象曙红的吸附AuNPs。吸附机制可能是由于铌的吸引力之间积极carbohydrate-capped AuNPs和带负电荷的伊红染色(Vujačićet al。2013年)。

淬火曙红Y的荧光染料由于添加不同量的样本Au纳米颗粒(卷是显示在图)激发515海里

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建立在图中所示的强度变化。5丝荧光强度的比值,除以猝灭荧光强度在不同浓度AuNP策划和图所示。6。Stern-Volmer方程的线性关系进行了分析我_o/我= 1 + Ksv [问),我_o是染料的发射强度淬火的缺席,我排放强度的冷却器的存在(AuNPs), (问是饮料的浓度,Ksv Stern-Volmer猝灭常数(淬火速率系数)。伊红染色的淬火过程的Stern-Volmer阴谋AuNPs发射的AuNPs的缺失和存在图所示。6,从图可以看出一个相对线性行为相对强度和冷却器之间的浓度。线性关系表明动态猝灭是伊红分子和AuNPs之间的主要机制。Ksv发现计算的值是1.10海里⁻¹这是敏感的指示曙红分子AuNPs冷却器。

Stern-Volmer情节的荧光猝灭曙红染料浓度在不同的非盟

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如前所述,在金纳米粒子表面的吸附曙红分子导致通过能量转移荧光猝灭的。在添加了牛血清白蛋白(BSA)蛋白质的混合物eosin-AuNP,荧光强度曙红分子恢复。图7显示恢复荧光强度的增加eosin-AuNP当混合物的不同浓度的白蛋白添加到混合物浓度(图)所示。恢复荧光强度可能解释为可能的亲和力与AuNP白蛋白形成组合,可以从表面分离曙红分子AuNPs(维瑟et al。2011年)。组合的形成可能导致AuNPs的聚集和增加AuNPs之间的距离和伊红(Swierczewska et al。2011年)。聚合AuNPs可以证实的大小变化从5时26海里白蛋白被添加到混合物。这意味着伊红分子脱离黄金纳米颗粒表面恢复他们的荧光强度。程序可以用于刺激荧光,可以用于检测和识别蛋白质缓冲和血清。进一步的实验正在进行中,建立系统的可靠性调查不同类型的蛋白质。

恢复曙红Y染料荧光发射和AuNPs混合物由于添加白蛋白牛蛋白浓度(图)所示

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在这项研究中,金纳米粒子(AuNPs)是合成使用环保技术,利用肉桂树皮提取物作为还原剂和稳定剂。合成AuNPs通过紫外可见光谱和透射电子显微镜(TEM)。紫外可见显示了表面等离子体共振(SPR)峰值约566海里。TEM显示AuNP的球形和粒度分布在35 nm。

合成的能力AuNP曙红Y的冷却器染料使用荧光计监测。这是发现在AuNP面前,伊红的荧光强度峰值是灭的。曙红和AuNP的混合物的荧光恢复在白蛋白牛蛋白的存在。这可能归因于AuNPs的聚合白蛋白是补充道。TEM显示的平均大小AuNP从35个减少到5 nm的曙红,然后AuNP的大小增加到26海里添加白蛋白牛蛋白质。经济复苏(打开)的荧光可用于检测和识别缓冲和血清中的蛋白质。

这项工作已经由研究暑期学校(RSS)格兰特,RCSI-Medical大学巴林。

从属关系

1. 皇家大学医学科学,外科医生在爱尔兰,医科大学的巴林,邮政信箱15503,Busaiteen, 228年,巴林王国

   奥马尔·s . ElMitwalli奥马尔·a·诺曼拉巴尼m·达乌德& Fryad z Henari

2. 生物物理学系研究所和医疗咨询(IRMC),伊玛目阿卜杜·本·费萨尔大学,邮政信箱1982,达曼,31441年,沙特阿拉伯

   苏丹艾克塔

相应的作者

对应到Fryad z Henari。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

出版商的注意

beplay登入施普林格自然保持中立在发表关于司法主权地图和所属机构。

奥马尔·s . ElMitwalli奥马尔·a·诺曼,拉巴尼m·达乌德在RCSI本科生。

本文是局部集合的一部分:在阿拉伯国家纳米技术

客座编辑:Sherif El-Eskandarany

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