풀루란 안정화 금 나노입자의 탄닌산 보조 합성을 사용한 Au@Ag 코어 쉘 나노구조 형성을 기반으로 하는 독성 Ag+ 검출

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 1844(2023) 이 기사 인용

1628 액세스

2 알트메트릭

측정항목 세부정보

여기에서는 (탄닌산, TA)를 환원제로 사용하고 풀루란(PUL)을 안정화제로 사용하여 실온에서 환경 친화적인 금 나노입자(AuNP) 합성을 기반으로 Ag+ 검출을 위한 민감한 비색 검출 전략을 제안합니다. . 최적의 합성 조건에서 콜로이드 용액(TA/PUL-AuNPs)은 베리 레드 색상으로 529nm에서 최대 흡광도를 나타냈습니다. TEM과 FESEM은 입자가 구형이고 단분산되어 있음을 검증했으며, 다른 특성화 결과는 나노 합성에서 풀루란의 역할을 밝혀냈습니다. pH 11의 프로브(TA/PUL-AuNPs)에 Ag+를 첨가하면 Au@Ag 코어 쉘 나노구조 형성으로 인해 육안으로 볼 때 색상 변화가 발생했습니다. 또한, 첨가된 Ag+는 TA/PUL-AuNPs 프로브 표면에서 AgNPs로 환원됩니다. 529 nm에서 409 nm까지 흡수 최대치에서 저색소성 이동이 관찰된 반면, (AAg+-Abl)@409 nm는 0.100에서 150 µM까지 Ag+ 농도에서 선형성을 나타냈습니다. 예상 검출 한계는 30.8nM으로 규제 기관의 허용 한계인 0.930μM보다 훨씬 낮습니다. TA/PUL-AuNPs 프로브는 호수 물 샘플에서 Ag+ 검출에 대해 추가 테스트를 거쳤으며 실제 샘플 응용 분야에서 만족스러운 검출 성능을 보여주었습니다.

자원의 무분별한 사용으로 인해 발생하는 인간, 건강, 환경 오염은 우려스럽습니다. 자연의 보충 능력을 넘어서 자원 활용에 불균형이 있으면 부정적인 결과가 나타날 수밖에 없습니다. 중금속(HM), 특히 인간이 유발한 활동으로 인해 일반적인 환경 매트릭스(공기, 물 및 토양)의 오염이 매우 만연합니다. HM은 밀도가 5kg/m31보다 큰 금속입니다. 이는 인간과 동물에 대한 독성으로 인해 큰 관심을 끌고 있습니다. 매우 중요한 HM에는 Ag, Hg, Cd가 포함됩니다. Pb, As, Au, Cu 및 Ni. 나열된 HM 중에서 은 이온(Ag+)에 큰 관심이 쏠려 있는데, 이는 Ag+ 오염의 생태 생리적 영향과 무관하지 않을 수 있습니다2. 더욱이, 항균 특성으로 인해 Ag+를 인간 소비재에 포함시키면 결과적으로 수역 오염이 증가하게 됩니다. 인간 시스템에서 Ag+는 설프하이드릴 그룹 친화성으로 인해 단백질, 아미노산, 핵산과 강력하게 결합하여 복합체를 형성할 수 있으며, 이는 우리 신체 시스템의 최적 기능에 해로운 영향을 미칠 수 있습니다. 이는 신경 세포의 건강 손상, 피부 색소 침착 및 면역 체계 약화를 일으킬 수 있습니다3,4. 결과적으로, 환경 내 Ag+에 대한 동정적인 모니터링의 필요성은 계속해서 과학자들의 관심을 불러일으키고 있습니다. 실제로 미국 환경보호국(USEPA)5에서는 식수 내 Ag+의 최대 허용 한계를 0.93μM으로 설정했습니다.

Ag+에 대해 보고된 검출 방법은 유도 결합 플라즈마 질량 분석법(ICP-MS)6, 원자 흡수/방출 분광법(AAS/AES)7,8입니다. 신중하게 제작된 전극9,10, 형광을 기반으로 한 검출 분석을 사용하는 전기화학적 방법. 다른 것에는 금속 나노입자(MNP) 기반 비색 분석이 포함됩니다. 이러한 방법은 Ag+를 안정적으로 정량화할 수 있지만, 검출 전략에 내재된 몇 가지 문제로 인해 더 나은 검출 성능과 함께 보다 효율적이고 간편하며 환경 친화적인 방법이 필요합니다. 고유의 독성 프로파일을 일부 줄일 수 있는 나노재료 제조에 환경 친화적인 재료를 사용하는 것은 지난 수십 년 동안 큰 관심을 불러일으켰습니다16,17. 이는 우리가 의심할 여지 없는 환경 친화성을 지닌 식물과 동물의 원료인 TA와 PUL을 사용하도록 동기를 부여했습니다. 따라서 현재의 합성 전략은 적극적으로 추진되는 녹색 화학의 범위에 속합니다.