Обнаружение токсичного Ag+ на основе формирования наноструктур ядра-оболочки Au@Ag с использованием синтеза наночастиц золота, стабилизированных пуллуланом, с помощью дубильной кислоты

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 1844 (2023) Цитировать эту статью

1628 Доступов

2 Альтметрика

Подробности о метриках

В настоящем документе предлагается чувствительная стратегия колориметрического обнаружения для обнаружения Ag +, основанная на использовании экологически чистого синтеза наночастиц золота (AuNP) при комнатной температуре с использованием (дубильной кислоты, ТА) в качестве восстановителя и пуллулана (PUL) в качестве стабилизирующего агента. . Коллоидный раствор (TA/PUL-AuNP) в оптимальных условиях синтеза показал максимальное поглощение при 529 нм с ягодно-красным цветом. TEM и FESEM подтвердили, что частицы имеют сферическую и монодисперсную форму, в то время как другие результаты характеризации прояснили роль пуллулана в наносинтезе. Добавление Ag+ к зонду (TA/PUL-AuNP), pH 11, привело к изменению цвета невооруженным глазом вследствие образования наноструктуры ядра-оболочки Au@Ag. Далее добавленный Ag+ восстанавливается до AgNP на поверхности зонда TA/PUL-AuNPs. Наблюдался гипсохромный сдвиг максимума поглощения от 529 до 409 нм, тогда как (AAg+-Abl)@409 нм проявлял линейность с концентрациями Ag+ от 0,100 до 150 мкМ. Предполагаемый предел обнаружения составил 30,8 нМ, что намного ниже допустимого предела 0,930 мкМ, установленного регулирующим органом. Зонд TA/PUL-AuNPs был дополнительно протестирован на обнаружение Ag+ в пробах озерной воды и показал удовлетворительные характеристики обнаружения для реальных применений.

Загрязнение человека, здоровья и окружающей среды, возникающее в результате неохраняемой эксплуатации ресурсов, вызывает тревогу. Когда существует дисбаланс в использовании ресурсов, выходящий за рамки возможностей природы по их восполнению, неизбежно проявятся негативные последствия. Загрязнение тяжелыми металлами (ТМ) весьма распространено, особенно общих сред окружающей среды (воздух, вода и почва), вследствие антропогенной деятельности. ТМ – это металлы плотностью более 5 кг/м31. Они представляют большой интерес из-за своей токсичности для человека и животных. К наиболее важным ТМ относятся Ag, Hg, Cd. Pb, As, Au, Cu и Ni. Среди перечисленных ТМ большой интерес вызывают ионы серебра (Ag+), что, возможно, связано с эколого-физиологическими эффектами загрязнения Ag+2. Более того, включение Ag+ в потребительские товары из-за его антибактериальных свойств привело, как следствие, к увеличению загрязнения водоемов. В организме человека Ag+ может прочно связываться с белками, аминокислотами, нуклеиновыми кислотами благодаря сродству к сульфгидрильным группам, образуя тем самым комплексы, которые могут оказывать вредное воздействие на оптимальное функционирование системы нашего организма. Это может привести к повреждению нервных клеток, пигментации кожи и ослаблению иммунной системы3,4. В результате необходимость сострадательного мониторинга содержания Ag+ в окружающей среде продолжает вызывать интерес ученых. Фактически, Агентство по охране окружающей среды США (USEPA)5 установило максимально допустимый предел содержания Ag+ в питьевой воде на уровне 0,93 мкм.

Сообщаемыми методами обнаружения Ag+ являются масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS)6, атомная абсорбционная/эмиссионная спектроскопия (AAS/AES)7,8. Электрохимические методы с использованием тщательно изготовленных электродов9,10, анализы обнаружения на основе флуоресценции11,12. Другие включают колориметрические анализы на основе наночастиц металлов (МНЧ)13,14,15. Эти методы способны обеспечить надежное количественное определение Ag+, однако некоторые проблемы, присущие стратегии обнаружения, требуют более эффективного, простого и экологически безопасного метода с лучшими характеристиками обнаружения. Использование экологически чистых материалов при производстве наноматериалов, которые могут снизить некоторые присущие им характеристики токсичности, привлекло огромное внимание в последние несколько десятилетий16,17. Это побудило нас использовать ТА и ПУЛ, материалы как растительного, так и животного происхождения соответственно, обладающие несомненной экологичностью. Таким образом, настоящая стратегия синтеза находится в сфере энергично продвигаемой зеленой химии.