Syntéza zlatých nanočastíc s použitím ovocných extraktov, charakterizácia a ich potenciálne využitie pre biomedicínske aplikácie

Syntéza zlatých nanočastíc s použitím ovocných extraktov, charakterizácia a ich potenciálne využitie pre biomedicínske aplikácie

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
100%
Prevedenie (dizajn)
100%
Diskusná interakcia
100%
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
Ľudmila Valigurská100%100%100%
Bc. Karolína Majerová100%100%-
Mgr. Natália Andelová PhD.100%100%-
Bc. Petra Budinská100%100%-
Bc. Diana Benčíková100%100%-
MVDr. Denisa Toropilová PhD.100%100%-
ISBN: 978-80-972360-1-4

Syntéza zlatých nanočastíc s použitím ovocných extraktov, charakterizácia a ich potenciálne využitie pre biomedicínske aplikácie

Veronika Oravczová1 , Gabriela Castillo
1 Fakulta matematiky, fyziky a informatiky Univerzity Komenského, Bratislava, Slovenská republika
oravczova.v@gmail.com

V súčasnosti majú kovové nanočastice široké použitie v biomedicínskych a biotechnologických odboroch pri zobrazovacích a snímacích metódach [1]. Syntéza kovových nanočastíc je zvyčajne založená na použití drahých a potenciálne škodlivých chemikálií. Preto sa v súčasnosti vyvíjajú alternatívne metódy pre syntézu kovových nanočastíc použitím biomás z ovocia, zeleniny a byliniek [2].

Cieľom práce bola syntéza zlatých nanočastíc (AuNps) redukciou kyseliny chlórzlatitej (HAuCl4) použitím extraktov zo šupiek a džúsu pomaranča (Citrus sinensis). Optické vlastnosti a morfológia získaných AuNps boli charakterizované UV-VIS spektroskopiou, Dynamickým rozptylom svetla (DLS), Laserovou Dopplerovskou velocimetriou (LDV) a Transmisnou elektrónovou mikroskopiou (TEM). Parametre ako teplota, pH a iónová koncentrácia média sa taktiež analyzovali pre určenie ich efektu na vlastnosti AuNps. Dodatočne, perspektívna aplikácia AuNps ako antibakteriálnych materiálov voči Gram-pozitívnej baktérii  Bacillus cereus a Gram-negatívnej baktérii Escherichia coli bola preskúmaná.

Výsledky získané meraním odhalili, že AuNps syntetizované pomocou extraktu zo šupiek produkovali menšiu veľkostnú distribúciu  (d = (9.24 ± 2.74) nm) v porovnaní s AuNps pripravených pomocou extraktu z pomarančového džúsu (d = (33.2 ± 9.09) nm). Zeta potenciál pre AuNps-šupky bol ζ = (-41.13 ± 1.95) mV, pričom pre AuNps-džús bola jeho hodnota ζ = (-34.7 ± 1.04) mV  indikujúc vysokú stabilitu AuNps v oboch prípadoch. Fytosyntetizované nanočastice (AuNps-šupky) vykazovali kvázi-sférickú a hexagonálnu morfológiu heterogénne distribuovanú, ako to bolo demonštrované zobrazením pomocou TEM. Podľa UV-VIS spektroskopie, efekt teploty po syntéze AuNps mal minimálny dopad na ich optické vlastnosti. Podobne, AuNps prejavili stabilitu po pridaní NaCl v koncentráciách do 0.5 M. Efekt pH demonštroval, že veľmi kyslé prostredie (pH = 3) indukovalo agregáciu AuNps, ale vyššie hodnoty pH (pH = 5-11) nemali výrazný dopad na optické vlastnosti nanočastíc. Experiment pôsobenia na baktérie preukázal, že AuNps-šupky a AuNps-džús majú zreteľný antibakteriálny efekt voči Gram-negatívnej baktérií v porovnaní s efektom na Gram-pozitívnej bakteriálnej kultúre.

Poďakovanie: 
Zdroje: 

[1] CAI, W. et al., Nanotechnology, Science and Applications 1. 2008, 1, 17–32.
[2] OSONGA, F. J. et al., RSC Advances. 2016, 6, 2302-2313.
 

Diskusia

Dobrý deň Veronika, pekná práca, oceňujem využitie viacerých experimentálnych metód, z ktorých každá vyžaduje štúdium a dôkladné zaškolenie pre vykonanie experimentálnych meraní a interpretáciu výsledkov. Všetky merania ste vykonali Vy? Ak nie, ktorým metódam ste sa venovali?
Trocha mi chýba prepojenie výsledkov s formuláciou záverov, malo by byť zrejmé, na akom základe bol záver formulovaný. V súvislosti s tým je moja ďalšia otázka - ako by ste naformulovali interpretáciu negatívnych hodnôt zeta potenciálu (pod hodnotu mínus 30mV)? Ďakujem.
iwa

Dobrý deň pani docentka, ďakujem veľmi pekne za komentár a otázku. Zobrazenie nanočastíc pomocou TEM nám zabezbečil pán docent Martin Kopáni, ja som pracovala s UV-VIS spektrofotometrom a Zetasizerom (LDV a DLS) v spolupráci s mojou školiteľkou.
Neuvedomila som si že tam chýba prepojenie, ďakujem za pripomienku, v budúcnosti si určite dám na to pozor.

Hodnota -30mV a menej znamená to, že nanočastice majú povrchové skupiny v dvojvrstve (vytvára sa pre neutralizáciu nabitých koloidov) záporne nabité a ak zeta potenciál častíc je <-30mV alebo > 30mV hovorí to o tom, že častice tvoria stabilnú suspenziu vo vode. Pri malom potenciáli, príťažlivé sily môžu prevýšiť odpudivé sily, čo spôsobí koaguláciu. Koloidy s vysokým zeta potenciálom (negatívnym alebo pozitívnym) sú elektricky stabilizované, pokým koloidy s nízkym zeta potenciálom majú tendenciu koagulovať.

Áno... pochopiteľne je priestor v prezentácii obmedzený na komplexnejšie interpretácie, ale takýmto spôsobom je dobré čitateľovi ozrejmiť, že stabilitu (nemennosť stavu) môžeme chápať v zmysle eletrostatickej stabilizácie (zabránenie flokulácii), odolnosť voči teplotným zmenám (tepelnej degradácii) v "pracovnom" rozsahu teplôt, vplyv pH (protonácia-deprotonácia funkčných skupín), vplyv iónovej sily (solvatácia),vizualizácia prípadných morfologických zmien a na to máme "naše" biofyzikálne metódy :)

Ďakujem, určite si v budúcnosti dám pozor aby som mala prepojenie medzi výsledkami a záverom, a zhrnula to správnym spôsobom. :)

:)