수은(II) 이온의 비색 검출을 위한 Asystasia Gangetica 페놀 추출물을 사용하여 생체적합성 Konjac 글루코만난 안정화 은 나노입자 합성

Aug 16, 2023

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 9176(2022) 이 기사 인용

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여기에서는 독성 수은(II) 이온(Hg2+)의 비색 검출을 위한 생체 적합성 은 나노 입자(AgNPs)의 합성이 보고됩니다. Asystasia Gangetica 잎의 페놀이 풍부한 분획을 추출하여 실온(RT)에서 안정화제로서 친수성 곤약 글루코만난(KgM) 용액 내 모두 은염의 환원제로 사용했습니다. (UHPLC-MS-QTOF-MS)로 밝혀진 바와 같이 Asystasia Gangetica 페놀 추출물(AGPE)의 생리 활성 성분은 주변 조건에서 은염의 환원을 촉진할 수 있는 과다한 페놀 화합물을 나타냅니다. KgM-AgNPs의 반짝이는 노란색 콜로이드 용액은 420 nm에서 최대 UV-vis를 갖는 실온에서 1시간 이내에 실현되었습니다. KgM-AgNP는 UV-vis, Raman 및 (FTIR), TEM, SEM, EDS, XRD, TGA/DTG를 사용하여 특성화되었습니다. TEM 및 FESEM 이미지는 KgM-AgNP가 구형이며 TEM에서 입자 크기 분포가 약 10-15 nm임을 보여줍니다. KgM-AgNPs 생체 적합성은 테스트된 세포에 유해한 손상 없이 마우스 L929 섬유아세포 및 쥐 적혈구에서 조사되었습니다. 수성 환경에서 KgM-AgNP는 Hg2+ 농도 의존 방식으로 3분 이내에 Hg2+에 대한 우수한 검출 능력을 보여주었습니다. 흡광도 비율(A360/A408)은 Hg2+ 농도가 0.010~10.0에서 10.0~60.0μM까지 선형이었고 추정치(LOD)는 3.25nM이었습니다. 프로브는 만족스러운 정확도로 호수 물 샘플에 적용되었습니다.

지난 수십 년 동안 화학 분야의 주요 혁명 중 하나는 다양한 분석 응용 분야에 금속 나노입자(MNP)를 적용한 것입니다. 나노미터(nm) 범위의 크기를 갖는 주목할 만한 나노 물질로서, 이는 일반적으로 사용 가능한 형광단과 비교할 수 없는 특성을 보유합니다. 이러한 특성에는 LSPR(국부적 표면 플라즈몬 공명) 현상, 높은 소멸 계수, 촉매 능력, 고유한 색상 표시, 일반적인 인식 물질을 사용한 조정 가능한 표면 형태가 포함됩니다1. 언급된 특성은 모두 입자 크기, 모양, 전하, 매립된 매체의 유전체, 온도, 표면 코팅 등과 밀접한 상관관계가 있습니다2,3. 전술한 관점에서, 특히 은, 금, 구리에 대한 MNP의 적용은 과학계에서 지속적으로 주목을 받아 왔습니다. 예를 들어, 은 나노입자의 표면 기능화/개질 및 안정제는 광범위한 분석물4,5,6에 대한 검출 감도 및 선택성을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 단계는 또한 나노입자의 생체 적합성을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다7,8. 또한 관심 분석물과 특정 친화력을 갖는 리간드로 나노입자 표면을 조정하는 것도 일반적인 관행입니다. 따라서 감지 분석물질의 주입은 변형된 나노입자의 광학적 특성에 상당한 변화를 유도할 수 있습니다.

주요 환경 매트릭스(공기, 물, 토양)의 오염은 인간 활동으로 인해 생성되는 엄청난 양의 폐기물을 고려할 때 생태계에 다루기 힘든 문제입니다. 안타깝게도 독성 프로필을 지닌 폐기물 중 일부는 환경을 보호하기 위해 적절하게 관리되지 않습니다. 중금속 오염은 그러한 것 중 하나이며 부분적으로 근본적인 요구를 충족시키기 위해 산업 규모로 높은 수준의 자원을 착취하기 때문에 여전히 그렇습니다. 환경 안전의 관점에서 중금속(HM)은 높은 독성으로 인해 생태 생리학적 손상을 유발할 수 있는 고유한 능력을 가진 금속으로 정의됩니다9. 이와 관련하여 수은(Hg), 납(Pb), 은(Ag), 카드뮴(Cd) 및 크롬(Cr)과 같은 금속이 대부분 관련됩니다. 이러한 HM 중에서 Hg-는 비생분해성과 불리한 생물 축적 가능성으로 인해 특별한 관심을 받고 있습니다. 실제로 Hg 오염 주기는 혼란스럽습니다. 예를 들어, 수역의 Hg 오염은 물고기와 기타 수생 동물에 금속이 과도하게 축적되어 인간이 섭취할 때 건강에 해로운 영향을 미칠 수 있습니다. 일본 구마모토 현에서 발생한 유명한 미나마타 재해는 인근 화학 회사의 폐수에서 발생하는 메틸 수은(CH3Hg) 오염으로 인해 애완동물이 사망하고 인간의 심각한 건강 문제가 발생했습니다10. 앞서 말한 내용은 인간과 다른 동물의 전반적인 복지를 위해 환경에서 Hg 모니터링의 중요성을 보여줍니다.