Materiály v nano rozmeroch (1–100 nm) vykazujú v porovnaní s rovnakým materiálom obsahujúcim rádovo väčšie častice pozoruhodný rozdiel vo vlastnostiach. Tieto rozdiely spočívajú v jedinečných chemických a fyzikálnych vlastnostiach a veľkom pomere atómov na povrchu voči tým v objeme [1].
Nanomateriály sa nevedomky používajú už tisíce rokov a v súčasnosti sa mimoriadna pozornosť venuje strieborným nanočasticiam (AgNPs) vďaka ich účinku voči širokému spektru mikroorganizmov a tiež kvôli rozvoju rezistencie mikroorganizmov na bežne používané antibiotiká [2].
Zelená syntéza strieborných nanočastíc prostredníctvom bioredukčných látok obsiahnutých v rastlinných extraktoch je novou ekonomickou a environmentálne bezpečnou alternatívou voči syntéze nanočastíc fyzikálno-chemickými technikami, ktoré sú nákladné a potenciálne škodlivé pre životné prostredie. Syntéza biologickou cestou nevyžaduje využitie organických rozpúšťadiel a toxických činidiel škodlivých pre životné prostredie [3,4].
V práci boli preštudované rôzne podmienky biosyntézy strieborných nanočastíc prostredníctvom vodného extraktu šalvie lekárskej (Salvia officinalis), ktorý preukázal výborné redukčné vlastnosti pri syntéze AgNPs. Zamerali sme sa na štúdium vplyvu množstva použitého rastlinného extraktu (10-50%), koncentrácie prekurzora AgNO3 (2 a 5 mM) a reakčnej teploty (40-90°C) na syntézu, ktorá bola monitorovaná prostredníctvom UV-Vis spektrofotometrie. So zvyšujúcou sa teplotou stúpa kinetika reakcie a reakčný čas sa skracuje z 80 min. (40°C) na 3 min. (90°C) pri koncentrácii 2 mM AgNO3. Ďalším cieľom bolo stanoviť kvantitatívny obsah látok, ktoré sú zodpovedné za redukciu striebra pri syntéze nanočastíc. V rámci práce sme stanovili aj obsah zvolených bioaktívnych látok (kyselina askorbová, kyselina galová, kvercetín, kemferol, rutín, melatonín) pomocou HPLC metódy a tiež obsah celkových fenolických látok s použitím Folin-Ciocalteauovho činidla spektrofotometrickou metódou. Vo vodnom extrakte bol najvyšší obsah kyseliny askorbovej (6,5 µg/ml) a rutínu (1,9 µg/ml) a obsah fenolických látok bol 1847 ±160 mg GAE/100 g suchej rastliny.
Strieborné nanočastice pripravené zelenou syntézou majú potenciál využitia v medicínskej oblasti vzhľadom na ich antibakteriálne a antioxidačné vlastnosti.
Táto práca vznikla za finančnej podpory grantu VEGA č. 2/0044/18.
[1] S.K. Srikar, D.D. Giri, D.B. Pal, P.K. Mishra, S.N. Upadhyay, Green Synthesis of Silver Nanoparticles: A Review, Green Sustain. Chem. 6 (2016) 34–56.
[2] V.K. Sharma, R.A. Yngard, Y. Lin, Silver nanoparticles: Green synthesis and their antimicrobial activities, Adv. Colloid Interface Sci. 145 (2009) 83–96.
[3] S. Rajeshkumar, L.V. Bharath, Mechanism of plant-mediated synthesis of silver nanoparticles – A review on biomolecules involved, characterisation and antibacterial activity, Chem. Biol. Interact. 273 (2017) 219–227.
[4] P. Singh, Y. Kim, D. Zhang, D. Yang, Biological Synthesis of Nanoparticles from Plants and Microorganisms, Trends Biotechnol. 34 (2016) 588–599.
Zelená syntéza strieborných nanočastíc
Dobry den, mohli by ste podrobnejsie opisat biosyntézu AgNPs, v praci ju spominate ako "terminus technicus", ake su jednotlive kroky, je to mozne nejako schematicky znazornit? Vy ste testovali pridavok extraktu salvie lekarskej, ake ine rastliny resp. "zelene zlozky" je mozne pouzit. Je zname z literatury, ze uz boli uz testovane? Ak ano, ake, s akou efektivitou? Ekologicky pristup vyroby AgNPs je nesporne ziaduci z hladiska trvalo udrzatelneho rozvoja. Ale je mozne, aspon odhadom, vycislit a porovnat aj ekonomicky aspekt vyroby AgNPs v sucasnosti? Verim, ze smerom do buducnosti sa potencial vyhod prikloni na stranu zelenej syntezy. Vopred dakujem za odpovede, ZB
Re: Zelená syntéza strieborných nanočastíc
Dobrý deň.
Syntéza AgNPs je schematicky znázornená na obrázku hore, kde sa použil vodný extrakt šalvie lekárskej ako redukčné činidlo a AgNO3 ako prekurzor striebra. Pri zvýšenej teplote dochádza k redukcii strieborných iónov na elementárne striebro vo forme strieborných nanočastíc už v priebehu niekoľkých minút, ako vidieť v jednotlivých grafoch.
V prehľadovom článku (ANJUM, Sumaira, Bilal Haider ABBASI a Zabta Khan SHINWARI, 2016. Plant-Mediated Green Synthesis of Silver Nanoparticles for Biomedical Applications : Challenges and Opportunities. 2016, roč. 48, č. 4, s. 1731–1760.) je uvedený prehľad rastlín, ktoré boli použité na syntézu strieborných nanočastíc. Na tento účel už bolo vyskúšané veľké množstvo rastlinných extraktov (pripravených z rôznych častí rastlín), rôzne ovocie, zelenina, mikroorganizmy, dokonca je možná syntéza aj priamo v živých rastlinách.
Otázka vyčíslenia nákladov je zaujímavá, je však pre mňa ťažké vyčísliť náklady na pestovanie rastlín. V každom prípade, je však možné použiť aj voľne rastúce rastliny. V našom prípade bola použitá sušená čajovina šalvie lekárskej zakúpená v lekárni (cca 2-3 €) a dusičnan strieborný p.a. (cca 100 €/100 g), o niečo drahšia by bola syntéza zlatých nanočastíc. Výhodou je, že táto ekologická syntéza je aj ekonomicky výhodnejšia oproti chemickej, kde sa používajú aj organické rozpúšťadlá, chemikálie, prípadne energeticky náročnejšie prístrojové vybavenie (ako napr. laserová ablácia). Nevýhodou je možno ťažšia kontrola syntézy nanočastíc požadovaných rozmerov.