Saponinas Platycodon de Platycodi Radix (Platycodon grandiflorum) para la síntesis verde de nanopartículas de oro y plata

Antecedentes

Con el aumento de los problemas de sostenibilidad, la química verde se ha centrado en muchas áreas de investigación. El uso de productos naturales en la síntesis de nanopartículas metálicas (MNP) ha despertado un interés considerable debido a la sostenibilidad de estos métodos. Los MNP han mostrado aplicaciones versátiles en química de materiales, biología y medicina [1, 2, 3, 4]. Los MNP se sintetizan generalmente mediante métodos químicos mediante reacciones de reducción de iones metálicos. Las reacciones de reducción química suelen requerir sustancias químicas nocivas y tóxicas, como el borohidruro de sodio, para sintetizar las MNP. Actualmente, los productos naturales pueden reemplazar el uso de químicos nocivos y presentan las siguientes ventajas:(i) el proceso sintético disminuye los desechos químicos nocivos; (ii) la estrategia sintética verde protege nuestra salud y el medio ambiente mundial; (iii) la estrategia cumple con las iniciativas sustentables generales; (iv) las actividades sinérgicas de la combinación de ambos materiales (productos naturales y MNP) se pueden anticipar con una mayor biocompatibilidad, lo que es muy beneficioso para los sistemas in vitro e in vivo; (v) la estrategia es rentable y susceptible de ampliación; y finalmente, (vi) el proceso sintético verde se puede realizar mediante una reacción en un solo recipiente.

Las AuNP se han aplicado ampliamente en los campos de la catálisis, la administración de fármacos, la detección química y biológica, la formación de imágenes, la terapia fototérmica y la terapia fotodinámica [1, 5, 6, 7, 8]. Entre varias aplicaciones, la aplicación como catalizador en reacciones químicas es un campo que crece gradualmente. Para explorar nuevas aplicaciones catalíticas de AuNP, comúnmente se emplea una reacción modelo que reduce 4-nitrofenol (4-NP) a 4-aminofenol (4-AP) en presencia de exceso de borohidruro de sodio. Una de las razones para utilizar la reacción de reducción de 4-NP a 4-AP como reacción modelo es que el progreso de la reacción se puede seguir directamente mediante espectrofotometría UV-visible. Sin la purificación e identificación del producto final (es decir, 4-AP), la observación de cambios de absorbancia en la mezcla de reacción demuestra suficientemente el progreso de la reacción. Se ha informado que los AgNP tienen una potente actividad antimicrobiana. En particular, la alta relación superficie-volumen de los AgNP es beneficiosa para ejercer actividad antimicrobiana en comparación con sus contrapartes a granel. Se han aplicado AgNP en forma de ungüentos, cremas y geles en el tratamiento de las quemaduras [9].

Se han adaptado diversos productos naturales, incluidos aminoácidos, péptidos, hongos, bacterias, extractos de plantas, algas, polisacáridos y levaduras, para que sirvan en la síntesis verde [10, 11]. Los extractos de plantas se han aplicado eficazmente como agentes reductores de la ecología para la síntesis de AuNP y AgNP [11, 12]. Entre los diversos extractos de plantas, las medicinas tradicionales chinas (MTC) con actividades biológicas y farmacológicas son muy atractivas en la síntesis verde de MNP.

En el presente informe, las saponinas de platycodon de Platycodi Radix ( Platycodon grandiflorum , Campanulaceae) se utilizaron para la síntesis de AuNP y AgNP. Las actividades farmacológicas de Platycodi Radix como TCM incluyen actividades apotegmáticas y antitusivas, inmunoestimuladoras, antiinflamatorias, antioxidantes, antitumorales, antidiabéticas, antiobesidad, hepatoprotectoras, analgésicas, de mejora cognitiva, anticolinérgicas y antihistamínicas [13]. Se sabe que los componentes químicos de Platycodi Radix contienen carbohidratos, proteínas, lípidos y saponinas triterpenoidales [14]. Las saponinas triterpenoides pertenecen a un gran grupo de compuestos dispuestos en una configuración de cuatro o cinco anillos de 30 carbonos con varios grupos hidroxilo y glicosilo, lo que hace que un extremo de la molécula sea hidrófilo y el otro hidrófobo [15]. La aglicona de las saponinas de platycodon son triterpenos de tipo oleanano con dos cadenas laterales. Una unidad de glucosa está unida a la posición C-3 del triterpeno a través de un enlace éter, y diversos grupos glicosilo están enlazados a través de un enlace éster en la posición C-28. Los grupos glicosilo conjugados están compuestos por D-glucosa, D-ramnosa, D-arabinosa, D-xilosa y D-apiosa [16]. Entre las saponinas de platycodon, platycodin D (PD, Fig. 1) es uno de los compuestos marcadores de Platycodi Radix. Aunque la EP es uno de los componentes principales de las saponinas triterpenoidales, el contenido total de saponinas en Platycodi Radix es aproximadamente del 2%. Por lo tanto, desarrollamos la transformación enzimática de platicósido E y platicodina D3 en platicodina D y obtuvimos con éxito una fracción enriquecida en PD a partir del extracto acuoso de Platycodi Radix [16, 17].

Estructura de platicodina D

En el presente informe, la fracción enriquecida en PD se utilizó como un agente reductor verde para la síntesis de AuNP y AgNP (en adelante, PD-AuNP y PD-AgNP). El progreso de la reacción de la síntesis y la resonancia de plasmón de superficie (SPR) de cada muestra de nanopartículas fue seguido por espectrofotometría UV-visible. Los tamaños y morfologías se observaron mediante métodos microscópicos, incluida la microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HR-TEM) y la microscopía de fuerza atómica (AFM). Se obtuvieron patrones de difracción de rayos X de alta resolución (HR-XRD) para revelar las estructuras cristalinas. Se adquirieron espectros de infrarrojos por transformada de Fourier (FT-IR) para dilucidar los grupos funcionales que estaban involucrados en la síntesis de ambas nanopartículas. La actividad catalítica de los PD-AuNP se evaluó con la reacción de reducción de 4-NP a 4-AP en presencia de borohidruro de sodio en exceso. Además, para identificar con precisión la geometría a nanoescala de las imágenes de altura AFM, desarrollamos un esquema de evolución dependiente de la curvatura que puede mejorar la geometría de la superficie [18]. La ecuación de evolución de la superficie que utiliza los flujos de curvatura principal suaviza y mejora las imágenes AFM en las direcciones principales correspondientes. Las curvaturas principales se calculan directamente a partir de la primera y segunda derivadas de los datos discretos de altura de AFM. Lu y col. estudiaron los efectos de los flujos de curvatura en las características morfológicas y mostraron que, si bien el flujo de curvatura media podría crear nuevas características morfológicas no deseadas, no se crean puntos de características bajo los flujos de curvatura principales [19].

Métodos / Experimental

Materiales e instrumentos

La fracción enriquecida con PD del extracto acuoso de Platycodi Radix se preparó mediante una transformación enzimática de acuerdo con nuestro informe anterior [16, 17]. Trihidrato de ácido hidrocloroáurico (HAuCl ₄ · 3H ₂ O), nitrato de plata, borohidruro de sodio y 4-nitrofenol se obtuvieron de Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, EE. UU.). La SPR de las nanopartículas y el progreso de la reacción de reducción de 4-NP fueron seguidos por un Shimadzu UV-2600 (Shimadzu Corporation, Kyoto, Japón). Se utilizó un instrumento JEM-3010 que operaba a 300 kV para adquirir las imágenes HR-TEM para investigar los tamaños y morfologías de los productos (JEOL, Tokio, Japón). Para obtener las imágenes HR-TEM, se compraron rejillas de cobre recubiertas de carbono (carbono tipo B, malla 300) de Ted Pella (Redding, CA, EE. UU.). Se realizó un instrumento Dimension® Icon® que funciona con un modo de golpeteo para obtener las imágenes AFM (Bruker Nano, Santa Barbara, CA, EE. UU.). Para la carga de la muestra, se obtuvo mica (grado V-1, 25 mm × 25 mm de longitud, 0,15 mm de grosor) de SPI Supplies Division of Structure Probe (West Chester, PA, EE. UU.). Se adquirió una sonda de silicio en modo de roscado de alta resolución de primera calidad (sonda RTESP AFM, MPP-11100-10) de Bruker Nano (Santa Bárbara, CA, EE. UU.). Para dilucidar las estructuras cristalinas, se utilizó un difractómetro de rayos X de alta resolución Bruker D8 Discover, que estaba equipado con una fuente de radiación Cu Kα (λ =0.154056 nm) (Bruker, Karlsruhe, Alemania). El patrón HR-XRD se adquirió en el rango de 20 ° a 90 ° (escala 2θ). Se preparó un sedimento de KBr para obtener los espectros FT-IR con un espectrómetro Nicolet 6700 en el rango de número de onda de 400 ~ 4000 cm ⁻¹ (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, EE. UU.). Para los análisis HR-XRD y FT-IR, se operó un liofilizador FD5505 para preparar las muestras en polvo (Il Shin Bio, Seúl, Corea).

Síntesis ecológica de PD-AuNP y PD-AgNP

Se sintetizó una muestra de 1 ml de PD-AuNP con una concentración final de la fracción enriquecida en PD (0,05%) y HAuCl ₄ · 3H ₂ O (0,2 mM). La mezcla de reacción se incubó a temperatura ambiente durante 5 min. Se sintetizó una muestra de 1 mL de PD-AgNP con una concentración final de la fracción enriquecida en PD (0.01%) y AgNO ₃ (0,8 mM). La mezcla de reacción se incubó en un horno a 80 ° C durante 3 hy se incubó adicionalmente a temperatura ambiente durante 21 h. Los espectros UV-visible se adquirieron en un rango de 300 a 700 nm.

Evolución dependiente de la curvatura para imágenes AFM mejoradas para medir con precisión el tamaño

La siguiente ecuación de flujo de curvatura se utilizó junto con los datos experimentales de altura de AFM para medir con precisión el tamaño y contar de manera efectiva el número de nanopartículas.

\ ({\ Phi} _ {, t} \ left (x, y, t \ right) =\ beta \ sqrt {1 + {\ Phi} _ {, x} ^ 2 + {\ Phi} _ {, y } ^ 2 =\ beta \ left | \ nabla \ Phi \ right |} \), donde la superficie S ={( x , años , z ): z =Φ ( x , años , z )}.

Si β se elige para depender de las curvaturas principales, este proceso de evolución se llama un " flujo de curvatura . " Cuando β se selecciona como una de las curvaturas principales, el flujo correspondiente se llama κ _i flujo ( i =1,2). El flujo de curvatura principal suaviza las imágenes en la dirección principal correspondiente.

Actividad catalítica de PD-AuNP

Para la actividad catalítica, los PD-AuNP se sintetizaron de la siguiente manera:la fracción enriquecida en PD (0,1%, 500 μL) se mezcló con agua desionizada (480 μL) seguido de la adición de HAuCl ₄ · 3H ₂ O (10 mM, 20 μl). La mezcla de reacción se agitó con vórtex durante 10 sy se incubó a temperatura ambiente durante 24 h en la oscuridad. La actividad catalítica de los PD-AuNP se evaluó usando la reacción de reducción de 4-NP a 4-AP en presencia de un exceso de borohidruro de sodio en un sistema acuoso. La solución de 4-NP (900 μL, 0,5 mM) se mezcló con agua desionizada (650 μL). A esta solución, se le añadió borohidruro de sodio recién preparado (1,65 ml, 10 mM). A continuación, se añadieron PD-AuNP recién sintetizados (800 μL). Las concentraciones finales de la mezcla de reacción fueron las siguientes para la actividad catalítica:4-NP (0,113 mM, 1 equiv.), Borohidruro de sodio (4,13 mM, 36,5 equiv.) Y PD-AuNP (0,04 mM, 0,354 equiv.) . El progreso de la reacción se controló durante 720 s con espectrofotometría UV-visible en el rango de 200 a 700 nm a temperatura ambiente.

Resultados y discusión

Síntesis ecológica de PD-AuNP y PD-AgNP

Primero, para la síntesis de AuNP y AgNP, la finalización de la reacción se determinó fácilmente por los cambios de color visibles de las soluciones. El color de los PD-AuNP era morado con un SPR a 536 nm (Fig. 2a). La SPR de PD-AgNP, que mostraba un color amarillo, se observó a 427 nm (Fig. 2b). Las fotografías digitales de la Fig. 2 muestran las soluciones de PD-AuNP (izquierda, a) y PD-AgNP (derecha, b), que fueron sintetizadas según el procedimiento descrito en el apartado anterior. Estos cambios de color hacen coincidir la frecuencia de oscilación de los electrones de conducción en las nanopartículas con la frecuencia de la radiación incidente. Por tanto, los espectros UV-visible proporcionan información suficiente para determinar la finalización de la reacción de AuNP y AgNP con sus bandas características de SPR. A partir de los espectros UV-visible que se muestran en la Fig. 2, la fracción enriquecida en PD desempeñó un papel como agente reductor para producir ambas nanopartículas.

Espectros UV-Visibles. un PD-AuNP y b PD-AgNPs

Imágenes HR-TEM

La visualización de las nanopartículas es un paso crucial para identificar información importante, incluido el tamaño, la morfología y el estado de dispersión. Como se muestra en la Fig. 3, los PD-AuNP tenían forma esférica con un diámetro medio de 14,94 ± 2,14 nm. También se observaron formas triangulares menores y otras formas poligonales para PD-AuNP junto con formas esféricas. El diámetro medio de las formas esféricas se midió a partir de 103 nanopartículas discretas de las imágenes HR-TEM. Se observó un histograma de Gauss para la distribución del tamaño como en la Fig. 3d. El tamaño observado con más frecuencia de PD-AuNPs estuvo en el rango de 14 ~ 15 nm. Como se muestra en la Fig. 3a, los PD-AuNP estaban bien dispersos sin ninguna agregación, lo que sugiere que la fracción enriquecida en PD también actuó como un agente de remate (o un agente estabilizante). Los PD-AgNP de forma esférica también se observaron en la Fig. 4. Similar al estado de dispersión de los PD-AuNP, el estado de dispersión de los PD-AgNP fue excelente y demostró un diámetro medio de 18,40 ± 3,20 nm (Fig. 4d). Se seleccionaron al azar cien nanopartículas discretas de las imágenes HR-TEM para obtener el diámetro medio. El tamaño observado con más frecuencia de los PD-AgNPs estuvo en el rango de 17 ~ 18 nm.

un - c Imágenes HR-TEM y d un histograma de tamaño de PD-AuNP. Las barras de escala representan a 100 nm, b 10 nm y c 5 millas náuticas

a – c Imágenes HR-TEM y d un histograma de tamaño de PD-AgNP. Las barras de escala representan a 100 nm, b 20 nm y c 5 millas náuticas

Imágenes de AFM

Las imágenes AFM se corroboraron bien con las imágenes HR-TEM descritas en la sección anterior. La morfología esférica de los PD-AuNP se observó en la Fig. 5. En las imágenes de altura 2D (Fig. 5a) y altura 3D (Fig. 5d), las nanopartículas más brillantes poseían alturas más altas. Además de la información topográfica, las imágenes de fase comúnmente detectan la estructura de la superficie, diferencian regiones de suavidad / dureza y mapean los diferentes componentes de los materiales. Como se demuestra en la imagen de fase 2D (Fig. 5b), las PD-AuNP de forma esférica se visualizaron bien. Además, la imagen de error de amplitud 3D (Fig. 5c) reveló una morfología esférica. Se realizó el análisis de la sección y el resultado se muestra en la Fig. 5e. Se analizó la línea A – B en la Fig. 5a y se midieron las alturas de los dos PD-AuNP como 10,44 y 10,47 nm.

Imágenes AFM y análisis de secciones de PD-AuNP. un Altura 2D (1 μm × 1 μm). b Fase 2D (2,5 μm × 2,5 μm). c Error de amplitud 3D (1 μm × 1 μm). d Altura 3D (1 μm × 1 μm). e Análisis de sección de la línea A – B en a

Los PD-AgNP de forma esférica se visualizaron claramente en la imagen de altura 2D (Fig. 6a). A partir de las imágenes de la fase 2D (Fig. 6b) y de la fase 3D (Fig. 6c), observamos información detallada sobre los dos componentes diferentes (PD-AgNP y agentes reductores). Los materiales de colores brillantes y forma esférica (es decir, PD-AgNP) retuvieron relativamente más dureza que los componentes de colores más oscuros. Los componentes de color más oscuro procedían de los agentes reductores (es decir, fracción enriquecida en PD). La morfología esférica de los PD-AgNP también se confirmó a partir de la imagen de error de amplitud 3D (Fig. 6d). El análisis de la sección también se realizó y se muestra en la Fig. 6e. Se analizó la línea A – B en la Fig. 6a y se midió la altura de los dos PD-AgNP como 7,46 y 10,35 nm.

Imágenes AFM y análisis de secciones de PD-AgNP. un Altura 2D (1 μm × 1 μm). b Fase 2D (1 μm × 1 μm). c Fase 3D (1 μm × 1 μm). d Error de amplitud 3D (1 μm × 1 μm). e Análisis de sección de la línea A-B en a

Evolución dependiente de la curvatura para imágenes AFM mejoradas para medir con precisión el tamaño

Las Figuras 5 y 6 muestran los datos sin procesar de AFM 2D y 3D de PD-AuNP y PD-AgNP, respectivamente. A partir de las imágenes de altura actuales en las Figs. 5a y 6a, identificar con precisión el límite de las nanopartículas es difícil sin la información de fase en la Fig. 5b y la Fig. 6b. Las imágenes en 3D ayudan a identificar la morfología de las nanopartículas, pero no proporcionan los tamaños precisos de las nanopartículas. Por tanto, la evolución dependiente de la curvatura con κ ₂ Se empleó flujo para identificar las líneas de valle entre las nanopartículas y el sustrato. Como se muestra en la Fig. 7, usando un tamaño de paso de Δ t =10 ⁻⁷ , Se realizaron 500 pasos de evolución para los datos de altura 2D de los PD-AuNP (Fig. 5a) y PD-AgNP (Fig. 6a). El κ ₂ El flujo identificó con precisión las principales líneas de valles que representan los límites de los PD-AuNP (Fig. 7a) y los PD-AgNP (Fig. 7b). Las líneas azules y rojas representaron las líneas de valle y cresta obtenidas, respectivamente. De estas imágenes mejoradas, se seleccionaron 30 nanopartículas discretas de cada imagen para la medición del tamaño. Los tamaños se midieron como 19,14 nm para PD-AuNP y 29,93 nm para PD-AgNP de las imágenes 2D de AFM mejoradas. Los tamaños de las imágenes AFM fueron mayores que los medidos en las imágenes HR-TEM (14,94 nm para PD-AuNP; 18,40 nm para PD-AgNP). Los fenómenos de soldadura en frío de los AuNP en el sustrato de mica AFM pueden explicar la discrepancia de tamaño entre las mediciones de tamaño HR-TEM y AFM [20].

Imágenes de altura AFM 2-D mejoradas por evolución dependiente de la curvatura. un PD-AuNPs. b PD-AgNPs

Análisis HR-XRD

Se requiere el análisis HR-XRD para identificar las estructuras cristalinas de las nanopartículas. Como se demuestra en la Fig. 8, los análisis HR-XRD mostraron reflejos de Bragg de los PD-AuNP y PD-AgNP, lo que indica que ambos tipos de nanopartículas poseían una estructura cúbica centrada en la cara. Los planos (111) y (200) aparecieron a 38,2 ° y 44,4 °, respectivamente, en los PD-AuNP (Fig. 8a). Para los PD-AgNP, los picos de difracción fuertes a 38,2 °, 44,4 °, 65,2 ° y 78,0 ° correspondían a los planos (111), (200), (220) y (311) de la estructura cristalina (Fig. 8b). Las impurezas están marcadas con asteriscos. El plano (111) fue el más intenso en los patrones HR-XRD de ambas nanopartículas, lo que indica que las principales orientaciones de los cristales estaban a lo largo del plano (111). A continuación, se realizaron estimaciones aproximadas del tamaño de ambas nanopartículas utilizando la ecuación de Scherrer. Debido a que el pico (111) fue el más intenso, estimamos el tamaño en función de este pico. La definición de cada término en la ecuación de Scherrer. ( D =0,89 × λ / W × cosθ) es el siguiente: D es el tamaño de partícula, θ es el ángulo de difracción de Bragg del pico (111), λ es la longitud de onda de los rayos X y β es el ancho completo a la mitad del máximo (FWHM) del pico (111) en radianes. Las estimaciones de tamaño aproximado de la ecuación dieron como resultado 11,05 nm para los PD-AuNP y 12,54 nm para los PD-AgNP.

Análisis HR-XRD. un PD-AuNPs. b PD-AgNPs

Espectros FT-IR

Los espectros FT-IR proporcionan información importante sobre qué grupos funcionales de los agentes reductores estaban implicados en la síntesis de AuNP y AgNP. La PD está compuesta por una aglicona triterpénica y azúcares para formar glucósidos (Fig. 1). En la figura 9 se muestran tres espectros FT-IR:la fracción enriquecida en PD (figura 9a), PD-AuNP (figura 9b) y PD-AgNP (figura 9c). Una banda ancha correspondiente a los grupos –OH de la fracción enriquecida en PD apareció a 3421 cm ⁻¹ (Figura 9a). Debido al enlace de hidrógeno de los grupos –OH, se observó una banda ancha. Esta banda cambió a 3426 cm ⁻¹ para PD-AuNP (Fig. 9b) y 3407 cm ⁻¹ para PD-AgNP (Fig. 9c), lo que sugiere que los grupos hidroxilo estaban implicados en la síntesis. Las bandas a 1654 cm ⁻¹ y 1457 cm ⁻¹ apareció debido a las vibraciones del enlace aromático C =C en la fracción enriquecida en PD (Fig. 9a). Después de la síntesis, la banda a 1654 cm ⁻¹ cambiado a números de onda más bajos, por ejemplo, 1633 cm ⁻¹ para PD-AuNP (Fig. 9b) y 1621 cm ⁻¹ para PD-AgNP (Fig. 9c). Las vibraciones C – O y C – H aparecieron a 1035 cm ⁻¹ (Fig. 9a), y esta banda cambió a números de onda más altos, por ejemplo, 1043 cm ⁻¹ para PD-AuNP (Fig. 9b) y 1058 cm ⁻¹ para PD-AgNP (Fig. 9c). A partir de los resultados de FT-IR, los grupos funcionales –OH, aromáticos C =C, C – O y C – H en la fracción enriquecida en PD contribuyeron a la síntesis.

Espectros FT-IR. un Fracción enriquecida en PD. b PD-AuNPs. c PD-AgNPs

Actividad catalítica de PD-AuNP

Las AuNP sintetizadas en verde se han aplicado con éxito como catalizador para la reacción de reducción de 4-NP [21,22,23,24,25]. La actividad catalítica de PD-AuNP se evaluó usando la reacción de reducción de 4-NP a 4-AP en presencia de borohidruro de sodio. Una de las principales razones para utilizar la reacción de reducción de 4-NP para evaluar la actividad catalítica de AuNP es que es muy fácil de controlar la reacción mediante espectrofotometría UV-visible, tanto cualitativa como cuantitativamente. Las concentraciones finales de la mezcla de reacción fueron las siguientes para la actividad catalítica:4-NP (0,113 mM, 1 equiv.), Borohidruro de sodio (4,13 mM, 36,5 equiv.) Y PD-AuNP (0,04 mM, 0,354 equiv.) . En presencia de un exceso de borohidruro de sodio (36,5 equivalentes al sustrato 4-NP), 4-NP exhibió una absorbancia máxima a 400 nm debido a la formación del anión 4-nitrofenolato (datos no mostrados). El color de la solución del anión 4-nitrofenolato es amarillo y la reacción de reducción no se desarrolló sin la adición del catalizador. La absorbancia a 400 nm no cambió hasta que se añadieron PD-AuNP como catalizador. Tan pronto como se agregaron PD-AuNP, la absorbancia a 400 nm comenzó a disminuir. Curiosamente, apareció simultáneamente un nuevo pico a 300 nm, que indicó el producto final, 4-AP (Fig. 10a). La reacción se completó en 720 s en presencia de un exceso de borohidruro de sodio. Usamos un exceso de borohidruro de sodio durante la reacción para asegurar una cinética de pseudoprimer orden. De la gráfica de tiempo (seg) y ln ( C _t / C ₀ ) ( C _t :concentración de 4-NP a 400 nm en el momento t , C ₀ :concentración de 4-NP a 400 nm en el momento 0 ), se observó una relación lineal con una constante de velocidad de 3.4 × 10 ⁻³ / s (figura 10b). Podríamos sustituir C _t y C ₀ con A _t y A ₀ , respectivamente, donde A _t es la absorbancia a 400 nm en el tiempo t y A ₀ es la absorbancia a 400 nm en el momento 0 . Según los resultados, los PD-AuNP catalizaron eficazmente la reacción de reducción de 4-NP para producir 4-AP en presencia de exceso de borohidruro de sodio.

Reacción de reducción de 4-NP por borohidruro de sodio en presencia del catalizador PD-AuNP. un Espectros UV-visible y b gráfico de ln ( C _t / C ₀ ) en función del tiempo (min)

En nuestro laboratorio, se utilizaron varias concentraciones de ácido cafeico para la síntesis de AuNP, y su actividad catalítica se evaluó mediante la reacción de reducción de 4-nitrofenol [26]. El ácido cafeico es uno de los metabolitos secundarios y compuestos fenólicos que se encuentran en las plantas. Los resultados demostraron que la concentración más baja de ácido cafeico exhibió la mayor actividad catalítica. Además, la eliminación del ácido cafeico de la solución coloidal original mediante centrifugación mejoró la actividad catalítica hasta 6,41 veces. En el sistema actual, se observó que la constante de velocidad de PD-AuNPs era 3.4 × 10 ⁻³ /s. Posiblemente, la eliminación de PD después de la síntesis de PD-AuNP mediante centrifugación puede aumentar la actividad catalítica. Este será uno de nuestros trabajos futuros. Tanto el ácido cafeico como la PD son metabolitos secundarios de las plantas y los AuNP resultantes exhibieron excelentes actividades catalíticas. Por lo tanto, diversos metabolitos secundarios de plantas pueden ser candidatos eficientes para que los agentes reductores verdes produzcan nanocatalizadores de AuNP.

Conclusiones

La PD es una de las principales saponinas de Platycodi Radix y se sabe que posee actividades biológicas beneficiosas. En el informe actual, la fracción enriquecida en PD se empleó como un agente reductor verde para la síntesis de PD-AuNP y PD-AgNP. Las imágenes HR-TEM y AFM proporcionaron información sobre el tamaño y la morfología. Ambas nanopartículas eran en su mayoría esféricas con estructuras cúbicas centradas en las caras. Se empleó la evolución dependiente de la curvatura para suavizar y mejorar las imágenes AFM, permitiendo la medición precisa del tamaño. Los grupos funcionales –OH, aromáticos C =C, C – O y C – H sirvieron como agentes reductores para producir las nanopartículas. Además, los PD-AuNP mostraron actividad catalítica hacia la reacción de reducción de 4-NP, lo que sugiere que los PD-AuNP se pueden aplicar como catalizador en el futuro. Los metabolitos de las plantas tienen sus propias actividades biológicas valiosas que, junto con las actividades intrínsecas de las NMP, muestran con frecuencia propiedades sinérgicas. Así, uno de nuestros trabajos futuros incluye la evaluación de las actividades biológicas de ambas nanopartículas con estudios in vitro e in vivo. En conclusión, seguirá aumentando el uso y la expansión de metabolitos vegetales como las saponinas para producir nuevos nanomateriales.

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