Rilevamento di Ag+ tossico basato sulla formazione di nanostrutture del guscio centrale Au@Ag utilizzando la sintesi assistita da acido tannico di nanoparticelle d'oro stabilizzate con Pullulan

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 1844 (2023) Citare questo articolo

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Qui viene proposta una strategia di rilevamento colorimetrico sensibile per il rilevamento di Ag+ basata sull'uso di una sintesi ecologica di nanoparticelle d'oro (AuNP), a temperatura ambiente, utilizzando (acido tannico, TA), come riducente e pullulan (PUL) come agente stabilizzante . La soluzione colloidale (TA/PUL-AuNPs), alle condizioni ottimali di sintesi, ha mostrato la massima assorbanza a 529 nm con un colore rosso bacca. TEM e FESEM hanno convalidato che le particelle sono sferiche e monodisperse, mentre altri risultati di caratterizzazione hanno chiarito il ruolo del pullulan nella nanosintesi. L'aggiunta di Ag+ alla sonda (TA/PUL-AuNP), pH 11, ha comportato cambiamenti di colore a occhio nudo, a causa della formazione di nanostruttura del guscio centrale di Au@Ag. Inoltre, l'Ag+ aggiunto viene ridotto ad AgNP, sulla superficie della sonda TA/PUL-AuNP. È stato osservato uno spostamento ipsocromico nel massimo di assorbimento, da 529 a 409 nm, mentre (AAg+-Abl)@409 nm ha mostrato linearità con concentrazioni di Ag+, da 0,100 a 150 µM. Il limite di rilevamento stimato era di 30,8 nM, che è di gran lunga inferiore al limite accettabile di 0,930 µM stabilito dall'agenzia di regolamentazione. La sonda TA/PUL-AuNPs è stata ulteriormente testata per il rilevamento di Ag+ in campioni di acqua di lago e ha mostrato prestazioni di rilevamento soddisfacenti per applicazioni di campioni reali.

L’inquinamento umano, sanitario e ambientale derivante dallo sfruttamento incontrollato delle risorse è preoccupante. Quando c’è uno squilibrio nell’utilizzo delle risorse, che va oltre la capacità della natura di ricostituirle, sono destinate a manifestarsi conseguenze negative. Metalli pesanti (HM): l'inquinamento è piuttosto diffuso, in particolare delle comuni matrici ambientali (aria, acqua e suolo), a causa delle attività indotte dall'uomo. Gli HM sono metalli con densità superiore a 5 kg/m31. Sono di grande interesse, in virtù della loro tossicità per l'uomo e gli animali. Gli HM di significativa importanza includono Ag, Hg, Cd. Pb, As, Au, Cu e Ni. Tra gli HM elencati, grande interesse è dedicato agli ioni argento (Ag+), che potrebbero non essere estranei agli effetti ecofisiologici della contaminazione da Ag+2. Inoltre, l’incorporazione di Ag+ nei prodotti di consumo umano a causa delle sue proprietà antibatteriche ha conseguentemente comportato un aumento dell’inquinamento dei corpi idrici. Nel sistema umano, l'Ag+ può legarsi fortemente con proteine, aminoacidi, acidi nucleici, a causa della sua affinità con i gruppi sulfidrilici, formando così complessi, che possono indurre effetti deleteri sul funzionamento ottimale del nostro sistema corporeo. Ciò può causare danni alla salute delle cellule nervose, pigmentazione della pelle e un indebolimento del sistema immunitario3,4. Di conseguenza, la necessità di un monitoraggio compassionevole dell’Ag+ nell’ambiente ha continuato a suscitare l’interesse degli scienziati. Infatti, il limite massimo consentito di Ag+ nell'acqua potabile è fissato a 0,93 µM dall'Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti (USEPA)5.

I metodi di rilevamento segnalati per Ag+ sono la spettrometria di massa al plasma accoppiato induttivamente (ICP-MS)6, la spettroscopia di assorbimento/emissione atomica (AAS/AES)7,8. Metodi elettrochimici che utilizzano elettrodi fabbricati con cura9,10, test di rilevamento basati sulla fluorescenza11,12. Altri includono test colorimetrici basati su nanoparticelle metalliche (MNP)13,14,15. Questi metodi sono in grado di quantificare in modo affidabile l’Ag+, tuttavia, alcune sfide inerenti alla strategia di rilevamento richiedono un metodo più efficiente, facile e rispettoso dell’ambiente, con migliori prestazioni di rilevamento. L'uso di materiali rispettosi dell'ambiente nella fabbricazione dei nanomateriali, che possono ridurre alcuni dei loro profili di tossicità intrinseci, ha attirato grande attenzione negli ultimi decenni16,17. Questo ci ha motivato ad utilizzare TA e PUL, materiali rispettivamente di origine sia vegetale che animale, di indubbia compatibilità ambientale. Pertanto, la presente strategia di sintesi rientra nell’ambito della chimica verde vigorosamente spinta.