Өсүмдүк экстракты аркылуу күмүш нанобөлүкчөлөрүн фитосинтездөө — күмүш иондору өсүмдүктөрдө бар калыбына келтирүү жөндөмүнө ээ фитохимиялык кошулмалар аркылуу металлдык күмүш нанобөлүкчөлөрүнө айландырылган жашыл синтез ыкмасы. Бул изилдөө крыжовник (Ribes uva-crispa), жимолость (Lonicera), кулпунай (Fragaria vesca) жана чычырканак (Hippophaë rhamnoides) жалбырактарынан даярдалган суу экстракттарынын антиоксиданттык активдүүлүгү (AOA) менен реакция чөйрөсүнүн pH маанисинин күмүш нанобөлүкчөлөрүнүн (AgNPs) пайда болушуна, өлчөмүнө, бөлүштүрүлүшүнө, оптикалык касиеттерине жана электрохимиялык жүрүм-турумуна биргелешкен таасирин эксперименттик түрдө изилдеген.

Төрт өсүмдүк экстрактынын AOA маанилери тиешелүүлүгүнө жараша 1,8 ± 0,3; 6,4 ± 1,2; 11,8 ± 0,9 жана 15,7 ± 1,2 mmol-eq L⁻¹ болуп өлчөнгөн. Булакта AOA бир гана фенолдук заттын өлчөмүн эмес, экстракттагы редокс процесстерине катышкан кошулмалардын жалпы калыбына келтирүү жөндөмүн көрсөткөн сандык көрсөткүч катары колдонулат. AOAнын крыжовниктен чычырканакка карай өсүшү бирдей синтез шарттарында нанобөлүкчөлөрдүн көбүрөөк пайда болуу натыйжалуулугу жана жалпысынан кичирээк AgNP өлчөмдөрү менен кошо байкалган.

Кычкыл pH 3 шартында UV–Vis анализинде AgNP пайда болушуна мүнөздүү беттик плазмондук резонанс тилкеси байкалган эмес. Нейтралга жакын pH 6 чөйрөсүндө 418–420 nm аймагында кичине сиңирүү тилкеси пайда болсо, щелочтуу pH 11 чөйрөсүндө nanosilver үчүн мүнөздүү беттик плазмондук резонанс тилкеси 404–407 nm де ачык көрүнгөн. TEM өлчөөлөрүндө төрт экстракт үчүн орточо AgNP диаметрлери pH 6 да тиешелүүлүгүнө жараша 11,3; 11,3; 9,6 жана 8,4 nm, ал эми pH 11 де 8,3; 6,9; 4,7 жана 4,3 nm болгон. Ошентип, pHнын жогорулашы да, экстракт AOAсынын өсүшү да изилдөөнүн шарттарында кичирээк нанобөлүкчөлөр менен байланышкан.

Щелочтуу чөйрөдө алынган AgNPлер гана кичирээк эмес; электрохимиялык эксперименттерде айнек сымал көмүртек электродунун электрон өткөрүү касиеттерин да күчтүүрөөк өзгөрткөн. Жылаңач электроддун электрон өткөрүү каршылыгы 359 ± 5 kΩ cm² болсо, pH 11 де чычырканак экстракты менен синтезделген AgNPлер менен модификацияланган электроддо бул маани 25,6 ± 0,3 kΩ cm² ге чейин төмөндөгөн. Brilliant Blue FCF, карбофуран жана триптофан боюнча жүргүзүлгөн моделдик электрохимиялык эксперименттер өзгөчө AOAсы жогору чычырканак экстракты менен щелочтуу чөйрөдө даярдалган AgNPлер электрод модификациясы үчүн потенциалга ээ экенин көрсөткөн.

Ошол эле учурда изилдөө даяр коммерциялык сенсор иштеп чыккан эмес. Калибрлөө диапазону, аныктоо чеги, реалдуу үлгү анализи, сенсордун узак мөөнөттүү туруктуулугу жана тандалмалуулук сыяктуу толук аналитикалык сенсор валидациясынын этаптары бул изилдөөнүн негизги жыйынтыктары эмес. Натыйжалар көзөмөлдөнгөн лабораториялык шарттарда pH жана AOA AgNP касиеттерин башкарууга колдонулушу мүмкүн экенин жана алынган нанобөлүкчөлөр электрохимиялык сенсорлорду иштеп чыгууда талапкер электрод модификаторлору боло аларын колдойт.

Изилдөөнүн негизги көйгөйү

Өсүмдүк экстракттары менен жүргүзүлгөн жашыл AgNP синтезинде экстракт көлөмүнүн AgNO₃ эритмесине болгон катышы көп колдонулган эксперименттик параметр болуп саналат. Бирок бир эле өсүмдүктүн химиялык курамы өсүү аймагына, климатка, өнүгүү шарттарына, жыйноо убактысына жана экстракция ыкмасына жараша өзгөрүшү мүмкүн болгондуктан, “1:5” же “1:10” сыяктуу көлөм катышы чөйрөдө чындыгында канча калыбына келтирүүчү күч бар экенин түз көрсөтпөйт.

Изилдөө боштугу дал ушул жерде түзүлөт. Авторлор активдүү фиторедукторлордун жалпы калыбына келтирүү жөндөмүн сандык түрдө көрсөткөн антиоксиданттык активдүүлүктү (AOA) экстракттын көлөмүн мүнөздөө үчүн функционалдуураак өзгөрмө катары колдонуп, аны синтез чөйрөсүнүн pHсы менен бирге баалашкан.

Антиоксиданттык Активдүүлүк Эмне Үчүн Экстракт Көлөмүнүн Катышына Караганда Маанилүүрөөк Өзгөрмө Катары Колдонулган?

AOA канча экстракт кошулганын гана эмес, экстракттагы редокс реакцияларына катыша ала турган заттардын жалпы калыбына келтирүү жөндөмүн сандык түрдө билдирет. Булак бир эле өсүмдүктүн фитохимиялык курамы табигый жана даярдоо шарттарына жараша өзгөрүшү мүмкүн болгондуктан, экстракт/AgNO₃ көлөм катышы ар башка эксперименттер арасында жетиштүү стандартташтыруу өлчөмү эмес экенин; ал эми AOA калыбына келтирүү жөндөмүн түз мүнөздөөгө ылайыктуураак экенин негиздейт.

Өсүмдүк экстрактында күмүш ионун эмне калыбына келтирет?

Өсүмдүк экстракттарында фенолдор, флавоноиддер, таниндер, полисахариддер, белоктор жана башка көптөгөн органикалык кошулмалар бар. Булак айрыкча полифенолдук кошулмалардын редокс-активдүү функционалдык топтору Ag⁺ иондорун Ag⁰ ге чейин калыбына келтирүүдө маанилүү роль ойной турганын талкуулайт.

Фитохимиялык заттарды синтез маалында гана калыбына келтирүүчү агент катары кароого болбойт. Булак адабият алкагында бул молекулалар нанобөлүкчө бетине байланып, каптоочу (capping) жана туруктандыруучу функцияларды да аткара аларын белгилейт. FTIR натыйжаларынын негизги максаты да нанобөлүкчө бетинде ушундай органикалык фитохимиялык кабыкчанын пайда болушуна байланыштуу химиялык белгилерди изилдөө болуп саналат.

AOA кантип өлчөнгөн?

Экстракттардын антиоксиданттык активдүүлүгү потенциометриялык ыкма менен өлчөнгөн. Платина экрандык басма индикатор электродунун [Fe(CN)₆]³⁻/[Fe(CN)₆]⁴⁻ редокс медиатор системасындагы потенциал өзгөрүүсү MPA-1 потенциометриялык анализатору менен катталган. AOA үчүн үч кайталоо өлчөөсү жүргүзүлүп, маанилер орточо ± ишеним аралыгы түрүндө берилген.

Булак ошондой эле потенциометриялык AOA ыкмасы мурда ар башка өсүмдүк экстракттарында ABTS жана DPPH ыкмалары менен %94 корреляция көрсөткөнүн билдирет. Бул %94 маани ушул изилдөөдөгү төрт экстракт боюнча кайра эсептелген өз алдынча корреляциялык жыйынтык эмес; авторлордун мурдагы изилдөөсүнө таянган методологиялык валидация маалыматы.

Өсүмдүк экстракттары кантип даярдалган?

Кургатылган жалбырактар майдаланып, болжол менен 0,08 mm бөлүкчө өлчөмүндөгү порошок даярдалган. Ар бир экстракция үчүн 0,04 g жалбырак порошогу 10 mL деионизацияланган сууга салынып, 80 °C де 20 мүнөт туруктуу аралаштыруу шартында кармалган. RCT Basic температура көзөмөлдөгөн магниттик аралаштыргыч колдонулган.

Андан кийин аралашма бөлмө температурасына чейин муздатылып, суюк экстракт MIKRO 120 центрифугасында 10.000 rpm ылдамдыкта катуу бөлүктөн ажыратылган. Алынган суу экстракты AgNP синтезинде колдонулган.

Жашыл AgNP синтезинин эксперименттик тартиби

Синтезде 1 mL өсүмдүк экстракты, 5 mL 1 mmol L⁻¹ AgNO₃ эритмесине кошулган. Реакция чөйрөсүнүн pHсы 5 mol L⁻¹ NaOH же 0,1 mol L⁻¹ H₂SO₄ кошуу менен өзгөртүлгөн. Булак pH тууралоо үчүн тиешелүүлүгүнө жараша 30 μL NaOH жана 40 μL H₂SO₄ өлчөмдөрүн билдирет.

Реакция аралашмасы 80 °C да 1200 rpm аралаштыруу менен 5 мүнөт кармалган, андан кийин ысытуу токтотулуп, түзүлгөн сол болжол менен 30 мүнөт ичинде бөлмө температурасына чейин муздаган. Булак pH 6 жана pH 11 шарттарында ар бир өсүмдүк үчүн үч параллелдүү синтез жүргүзүлгөнүн так белгилейт.

Sol бул жерде AgNPлер суюк фазада коллоиддик түрдө таралган системаны билдирет. Күмүш иондорунун Ag⁰ нанобөлүкчөлөрүнө калыбына келиши алгач реакция аралашмасынын ачык сарыдан күрөңгө өзгөрүшү менен визуалдык түрдө байкалып, андан кийин UV–Vis спектрофотометриясы менен ырасталган.

Синтезден кийин нанобөлүкчөлөр кантип тазаланган?

Жаңы AgNP солу реакцияга кирбеген прекурсор жана өсүмдүк экстрактынын калдыктарынан тазалоо үчүн 14.000 rpm де 10 мүнөт центрифугаланган. Үстүңкү суюктук алынып, чөкмө баштапкы көлөмгө барабар деионизацияланган сууда кайра дисперсияланган жана процесс эки жолу кайталанган.

Жуулган сол UV–Vis, TEM/EDX, SAED, FTIR жана электрохимиялык анализдерде колдонулган. XRD үчүн жуулган сол Петри табагында 40 °C де 24 саат кургатылган.

pH Күмүш Нанобөлүкчөлөрүнүн Пайда Болушуна жана Өлчөмүнө Кантип Таасир Этти?

Булак шарттарында кычкыл pH 3 нанобөлүкчө пайда болушун басаңдатса, pH 6 жана өзгөчө pH 11 AgNP пайда болушун колдогон. Авторлор щелочтуу чөйрөдө фенолдук антиоксиданттардын гидроксил топторунун депротондолушу электрон өткөрүүнү жана Ag⁺ калыбына келтирүү жөндөмүн жогорулатып, ядролонууну тездетип, кичирээк жана бир тектүүрөөк нанобөлүкчөлөрдүн пайда болушуна көмөктөшөрүн талкуулайт; кычкыл чөйрөдө болсо фенолдук кошулмалар көбүрөөк нейтралдуу/иондошпогон абалда калып, H⁺ концентрациясынын жогору болушу калыбына келтирүү процессин басаңдатат.

pH 3, pH 6 жана pH 11 ортосундагы UV–Vis айырмасы

Күмүш нанобөлүкчөлөрүнүн UV–Vis спектринде пайда болгон беттик плазмондук резонанс (SPR) нанобөлүкчө пайда болушунун оптикалык көрсөткүчтөрүнүн бири. SPR — металл нанобөлүкчөсүндөгү өткөрүүчү электрондордун түшкөн жарыктын электр талаасы менен коллективдүү термелүүсү. Тилкенин абалы жана формасы нанобөлүкчө өлчөмүнө, бөлүштүрүлүшүнө, айлана-чөйрөгө жана башка структуралык факторлорго жараша өзгөрүшү мүмкүн.

Изилдөөдө pH 3 те даярдалган эритмелердин UV–Vis спектринде мүнөздүү AgNP чокусу байкалган эмес. pH 6дагы солдордо 418–420 nm аймагында кичине сиңирүү чокусу табылган. pH 11 де болсо 404–407 nm аралыгында ачык nanosilver SPR тилкеси пайда болгон.

pH 11деги SPR тилке интенсивдүүлүктөрү ошол эле өсүмдүк менен pH 6да алынган тилкелерге салыштырмалуу крыжовник, жимолость, кулпунай жана чычырканак үчүн тиешелүүлүгүнө жараша болжол менен 5, 6, 8 жана 12 эсе жогору деп билдирилген. Булак бул өсүштү щелочтуу чөйрөдө көбүрөөк нанобөлүкчө пайда болушу менен байланыштырат.

AOA өскөн сайын SPR максимумунун кыскараак толкун узундугуна жылышы да байкалган. Авторлор бул көк жылышты кичирээк нанобөлүкчөлөрдүн пайда болушу менен байланыштырып, бул түшүндүрмө кийин TEM натыйжалары менен колдоого алынган.

TEM нанобөлүкчөлөрдүн өлчөмүн кантип ырастаган?

Жогорку чечмелөөчү өткөрүүчү электрондук микроскопия (TEM) түзүлгөн нанобөлүкчөлөрдү түздөн-түз сүрөткө тартуу жана алардын диаметрлерин өлчөө үчүн колдонулган. Өлчөөлөр JEM-2100 микроскобунда 200 kV ылдамдатуучу чыңалууда жүргүзүлгөн. Элементтик анализ үчүн INCA Energy 250 EDX системасы колдонулган.

Ар бир өсүмдүк/pH синтез айкалышы үчүн алты микрография талданган. pH 6 үчүн болжол менен 150–200 бөлүкчө, pH 11 үчүн болсо 320–850 бөлүкчө боюнча өлчөм бөлүштүрүүлөрү түзүлгөн. pH 6 нанобөлүкчөлөрү үчүн гистограмма аралыгы 2–30 nm, pH 11 үчүн 2–15 nm болуп белгиленип, гистограммалар Gaussian нормалдуу бөлүштүрүүгө ылайыкташтырылган.

Полидисперстүүлүк индекси эмнени билдирет?

Полидисперстүүлүк индекси (PI) нанобөлүкчө өлчөмдөрүнүн орточо маанинин айланасында канчалык таралганын өлчөмсүз түрдө көрсөтүү үчүн колдонулган. Булак Теңдеме (1):

\[ PI=\left(\frac{\sigma}{d}\right)^2 \tag{1} \]

Бул жерде d AgNPлердин орточо сызыктуу диаметрин, σ болсо диаметрлердин стандарттык четтөөсүн билдирет. σ жана d бирдей узундук бирдигине, бул жерде нанометрге ээ болгондуктан катыш өлчөмсүз; анын квадраты да өлчөмсүз бойдон калат.

Математикалык жактан стандарттык четтөө орточо диаметрге салыштырмалуу чоңойгон сайын PI өсөт. Бул изилдөөдө pH 6 үлгүлөрүндө PI 0,23–0,36, pH 11 үлгүлөрүндө болсо 0,10–0,14 аралыгында. Булак муну щелочтуу чөйрөдө өлчөмдөрдүн тар бөлүштүрүлүшү жана жогорку өлчөм бир тектүүлүгү катары түшүндүрөт.

Синтез натыйжалуулугу кантип эсептелген?

Нанобөлүкчө синтезинин натыйжалуулугу булак Теңдеме (2) менен эсептелген:

\[ \eta=\frac{C_{\mathrm{AgNPs}}}{C_0}\times100\% \tag{2} \]

η синтез натыйжалуулугун пайыз менен, C_AgNPs алынган нанобөлүкчөлөр эритилгенден кийин аныкталган күмүш концентрациясын mmol L⁻¹ менен, C₀ болсо баштапкы Ag(I) концентрациясын билдирет. Булак C₀ = 0,83 mmol L⁻¹ маанисин колдонгон.

Бул катыш баштапкы күмүш өлчөмүнүн канчасы алынган нанобөлүкчө фракциясында бар экенин пайыз менен көрсөтөт. Алым баштапкы концентрацияга тең болсо η %100 болот; кичине болсо натыйжалуулук %100дөн төмөн.

Вольтамметриялык баалоо үч кайталоо, ICP-OES баалоосу эки кайталоо боюнча берилген жана булак таблицада ишеним деңгээлин p = 0,95 түрүндө көрсөткөн. Бул жердеги p белгиси классикалык гипотеза тестинин p-мааниси катары түшүндүрүлбөшү керек; таблица ишеним ыктымалдыгы контекстинде берилген.

ICP-OES эмне үчүн колдонулган?

Индуктивдүү байланышкан плазмалык оптикалык эмиссиялык спектрометрия (ICP-OES) алынган AgNP өлчөмүндөгү жалпы күмүштү көз карандысыз элементтик анализ менен аныктоо үчүн колдонулган. Optima 2100 спектрометри менен 328,068 nm жана 338,289 nm толкун узундуктарында аксиалдык байкоо жүргүзүлгөн.

Жуулган жана кургатылган AgNPлер концентрленген HNO₃ ичинде эритилип, эритме 25 mL акыркы көлөмгө чейин суюлтулган жана күмүш курамы өлчөнгөн. Вольтамметрия менен ICP-OES бирдей жалпы AOA–натыйжалуулук тенденциясын бергени синтез натыйжалуулугун баалоону эки башка аналитикалык ыкма менен колдогон.

EDX, SAED жана XRD эмнени көрсөткөн?

EDX спектрлеринде болжол менен 3 keV де күчтүү Ag сигналынын көрүнүшү нанобөлүкчөлөрдөгү күмүштү ырастаган. O жана S сигналдары органикалык фитохимиялык кабыкча менен байланышкан. Булак Si жана Cl сигналдарын да билдирет; щелочтуу синтез үлгүлөрүндө көрүнгөн Naны NaOH колдонулушу менен байланыштырат. Cu сигналы болсо TEM үлгүсү жайгаштырылган жез торчодон келип чыгат.

SAED сүрөттөрүндө (111), (200), (220), (311) жана (222) кристалл тегиздиктерине туура келген шакектер байкалган. XRD өлчөөлөрү да ошол тегиздиктерге туура келген дифракция чокуларын көрсөтүп, синтезделген AgNPлердин бет борборлуу кубдук (fcc) кристалл түзүлүшүн колдогон.

XRD анализи Bruker D8 Advance түзмөгүндө Cu Kα нурлануусу менен жүргүзүлгөн. Булак 2θ = 35–85° аралыгын, 40 kV түтүк чыңалуусун, 40 mA токту, 0,025° кадам кеңдигин жана ар кадамда болжол менен 1 s маалымат жыйноо убактысын билдирет. Фазаны аныктоо DiffracPlus EVA v5.1 жана ICDD PDF2 маалымат базасы менен; кристалл тор параметри жана AgNP өлчөмү болсо Topas v4.2 ичинде Rietveld ыкмасы менен бааланган.

FTIR нанобөлүкчөнүн органикалык кабыкчасы жөнүндө эмнени көрсөткөн?

FTIR анализи өсүмдүк экстрактындагы кайсы функционалдык топтор AgNP пайда болушу жана бетинин капталышы менен байланыштуу болушу мүмкүн экенин изилдөө үчүн колдонулган. Спектрлер Nicolet iS10 түзмөгүндө, үлгүлөр CaF₂ пластинасында 50 °C де кургатылгандан кийин 4000–900 cm⁻¹ аралыгында трансмиссия режиминде катталган.

Өсүмдүк экстракттарында болжол менен 3330–3350 cm⁻¹ аймагындагы кең тилке гидроксил (-OH) топтору менен; 2918–2925 cm⁻¹ тилкелери алифаттык -CH₂-/-CH₃ топтору менен; 1611 жана 1445 cm⁻¹ аймагындагы тилкелер амино/ароматтык C=C түзүлүштөрү менен; 1046–1051 cm⁻¹ тилкеси болсо биринчилик спирт жана эфирлердеги C-O созулушу менен байланышкан.

Кулпунай жана чычырканак экстракттарында 1718 cm⁻¹ карбонил тилкеси; жимолость жана кулпунайда болжол менен 1515–1516 cm⁻¹ ароматтык шакек термелүүсү билдирилген. AgNP пайда болгондон кийин тилкелердин жылышы жана интенсивдүүлүктүн азайышы булак тарабынан антиоксиданттык заттардын нанобөлүкчө бетине адсорбцияланышы жана туруктандыруучу фитохимиялык кабыкчанын пайда болушу менен байланышкан.

Щелочтуу чөйрөдө синтезделген үлгүлөрдө депротондолгон карбоксилат топтору менен байланышкан болжол менен 1396 cm⁻¹ жана 1591 cm⁻¹ тилке жуптарынын ачыгыраак болушу булак тарабынан күмүш бетине бекемирээк байланышкан кабыкча түзүлүшүнүн пайдасына түшүндүрүлгөн.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Колдонулган негизги аналитикалык ыкмалар

Электрохимиялык электрод системасы

Вольтамметриялык изилдөөлөр μAutolab Type III потенциостат/галваностат жана үч электроддуу уяча менен жүргүзүлгөн. Ag/AgCl/KCl (3,5 mol L⁻¹) электрод шилтеме, көмүртек таякча жардамчы электрод катары колдонулган. Жумушчу электрод 2 mm диаметрдеги айнек сымал көмүртек электрод (GCE) болгон.

Модификацияланган электрод даярдоодо GCE жумушчу бетине 5 μL AgNP эритмеси тамчылатылып, абада кургатылган. Электроактивдүү бет аянты 0,1 mol L⁻¹ KCl ичинде 1 mmol L⁻¹ K₄[Fe(CN)₆] колдонулуп, 0,85 V да катталган хроноамперометриялык маалыматтардан Cottrell ыкмасы менен аныкталган. Булак Cottrell теңдемесин бул макалада өзүнчө номерленген теңдеме катары жазбагандыктан, бул жерде булактан тышкары теңдеме кошулган эмес.

EIS эмнени өлчөгөн?

Электрохимиялык импеданс спектроскопиясы (EIS) электрод/эритме интерфейсинде электрон өткөрүү канчалык жеңил же оор жүрөрүн баалаган. Өлчөөлөр 0,1 mol L⁻¹ KCl ичинде 5 mmol L⁻¹ K₃[Fe(CN)₆] колдонулуп, 0,25 V жумушчу потенциалында, 10 mV AC амплитудасы жана 0,01 Hz–10 kHz жыштык аралыгында жүргүзүлгөн.

Nyquist диаграммасындагы жогорку жыштыктагы жарым тегеректин диаметри негизинен электрон өткөрүү каршылыгы R_et менен байланышкан. Жарым тегеректин кичирейиши электрон өткөрүү азыраак каршылык менен жүрүп жатканын көрсөтөт.

Жылаңач GCE менен салыштырганда pH 6 AgNP-модификацияланган электроддордо электрон өткөрүү каршылыгы болжол менен 1,7–2,4 эсе, pH 11 AgNP-модификацияланган электроддордо болсо 5,4–14,4 эсе азайганы билдирилген. Эң төмөн R_et pH 11 де AOAсы жогору чычырканак экстракты менен даярдалган AgNP электродунда байкалган.

Гетерогендүү электрон өткөрүү ылдамдык туруктуусу кантип эсептелген?

Булак Теңдеме (3):

\[ k_{et}=\frac{RT}{F^2n^2R_{et}Ac} \tag{3} \]

Бул жерде:

• k_et: гетерогендүү электрон өткөрүү ылдамдык туруктуусу, cm s⁻¹,
• R: универсалдык газ туруктуусу, 8,314 J mol⁻¹ K⁻¹,
• T: температура, 298 K,
• F: Фарадей туруктуусу, 96.485 C mol⁻¹,
• n: электрон саны,
• R_et: электрон өткөрүү каршылыгы,
• A: электроактивдүү электрод аянты, cm²,
• c: EIS өлчөөсүндөгү K₃[Fe(CN)₆] концентрациясы, mol cm⁻³.

Теңдеменин математикалык түзүлүшүндө R_et бөлүмдө тургандыктан, башка өзгөрмөлөр бирдей сакталганда өткөрүү каршылыгынын азайышы k_etти жогорулатат. Эксперименттик таблицада да бул тенденция көрүнөт: жылаңач GCE үчүн 4,8 × 10⁻⁶ cm s⁻¹ болгон k_et, pH 11 AgNP-модификацияланган электроддордо 1,4 × 10⁻⁵ менен 2,6 × 10⁻⁵ cm s⁻¹ аралыгына көтөрүлөт.

Булак pH 6 AgNP сериясында жылаңач GCEге салыштырмалуу ылдамдык туруктуусу болжол менен 1,5–1,6 эсе, pH 11 сериясында болсо болжол менен 2,9–5,4 эсе өскөнүн билдирет.

Булактагы EIS баяндоосунун дал келбестиги

EIS талкуусунда булак бир жерде “AgNP диаметри жана санынын азайышы” бет аянты/көлөм катышын көбөйтөрүн айтат. Бирок ошол эле макаланын UV–Vis жана TEM бөлүктөрү pH жогорулаганда көбүрөөк жана кичирээк нанобөлүкчөлөр пайда болгонун билдирет; кийинки EIS абзацы да pH/AOA өсүшү менен электрод бетиндеги AgNP концентрациясы көбөйгөнүн так айтат.

Ошондуктан Verianla тексти бул сүйлөмдү үнсүз оңдоп, булакта жоктой көрсөтпөйт. Түз эксперименттерге шайкеш болгон өзүнчө байкоолор мындайча сакталган: бөлүкчө диаметри азаят; пайда болуу өлчөмү/беттик концентрация көбөйөт; электрон өткөрүү каршылыгы азаят; k_et өсөт. “Бөлүкчөлөрдүн санынын азайышы” деген сөз айкашына кошумча жаңы механикалык маани берилген эмес.

Brilliant Blue FCF эксперименти

Моделдик аналиттердин бири Brilliant Blue FCF (BB), pH 7 фосфат буферинде 10 μmol L⁻¹ концентрацияда изилденген. Жылаңач GCEдеги болжол менен 0,95 V сигналы алсыз.

Чычырканак экстракты менен синтезделген AgNPлер колдонулганда BB сигналы жылаңач GCEге салыштырмалуу pH 6 AgNP/GCEде болжол менен 1,5 эсе, pH 11 AgNP/GCEде болсо болжол менен 3,3 эсе өскөн.

Карбофуран эксперименти

Карбофуран 22 μmol L⁻¹ концентрацияда pH 7 фосфат буферинде изилденген. Жылаңач GCEде болжол менен 0,6 V да начар аныкталган кычкылдануу сигналы байкалган.

pH 6 AgNP-модификацияланган GCEде кычкылдануу тогу болжол менен 1,8 эсе өсүп, пик потенциалы 20 mV катоддук багытка жылган. pH 11 AgNP/GCEде ток жылаңач GCEге салыштырмалуу болжол менен 3,3 эсе өскөн, ал эми кычкылдануу пик потенциалы болжол менен 40 mV төмөн мааниге жылган.

Кычкылдануу реакциясынын төмөнүрөөк колдонулган потенциалда жүрүшү электрод процессинде талап кылынган ашыкча потенциалдын азайышы катары түшүндүрүлүшү мүмкүн. Бирок бул эксперимент жалгыз өзү толук сенсордук иштешти, тандалмалуулукту же реалдуу үлгүлөрдөгү аналитикалык тактыкты аныктабайт.

Триптофан эксперименти

Триптофан 10 μmol L⁻¹ концентрацияда pH 7 фосфат буферинде бааланган. Жылаңач GCEде алсыз кычкылдануу толкуну байкалган; AgNP-модификацияланган электроддордо кычкылдануу тогу өскөн. Эң жогорку триптофан сигналы pH 11 де синтезделген AgNPлер менен модификацияланган электроддо байкалган.

Булак BB жана карбофуран үчүн белгилүү эселик өсүштөрдү берет, бирок триптофан үчүн текстте ошондой түрдө так эселик өсүш маанисин билдирбейт. Ошондуктан Verianla тексти триптофан үчүн булактан алынбаган катышты чыгарбайт.

Изилдөө колдогон жыйынтыктар

• Изилденген экстракттарда AOA крыжовниктен чычырканакка карай өскөн.
• pH 3 шартында AgNP пайда болушуна мүнөздүү UV–Vis SPR тилкеси байкалган эмес.
• pH 6 жана pH 11 шарттарында AgNP синтези жүргөн.
• pH жогорулаган сайын жана AOA өскөн сайын орточо AgNP диаметри жалпысынан азайган.
• pH 11 де өлчөмдөрдүн бөлүштүрүлүшү pH 6га караганда тарыраак жана PI төмөнүрөөк болгон.
• AgNP синтезинин натыйжалуулугу AOA өсүшү менен жалпысынан жогорулаган.
• SAED жана XRD натыйжалары фитосинтезделген AgNPлердин fcc кристалл түзүлүшүн колдогон.
• FTIR өсүмдүк экстрактынын компоненттери AgNP бетиндеги фитохимиялык кабыкчага катышканын колдогон тилке өзгөрүүлөрүн көрсөткөн.
• AgNP-модификацияланган GCE электроддорунда электрон өткөрүү каршылыгы жылаңач GCEге салыштырмалуу азайган.
• pH 11 жана жогорку AOA шартында даярдалган AgNPлерде эң ыңгайлуу электрон өткөрүү жүрүм-турумдарынын айрымдары байкалган.
• BB, карбофуран жана триптофан моделдик аналиттеринде AgNP электрод модификациясы кычкылдануу сигналын жогорулаткан.

Изилдөө колдобогон жыйынтыктар

Бул изилдөө кандайдыр бир өсүмдүк экстракты клиникалык жактан натыйжалуу экенин көрсөткөн эмес. AgNPлердин бактерияга каршы, ракка каршы же адамды дарылоодогу натыйжалуулугу бул изилдөөдө эксперименттик түрдө текшерилген эмес; булар кириш бөлүгүндөгү адабият контексти.

Изилдөө “pH канчалык жогору болсо, ар бир өсүмдүк менен бардык шартта ошончолук жакшы AgNP алынат” деген чексиз жалпылоону жасабайт. Негизги эксперимент шарттары белгилүү экстракттар, AgNO₃ концентрациясы, температура, убакыт жана pH маанилери менен чектелген.

Изилдөө толук аналитикалык сенсор валидациясын жүргүзбөйт. Brilliant Blue FCF, карбофуран жана триптофан эксперименттери электрод модификациясынын потенциалын көрсөтөт; бирок аныктоо чеги, сандык аныктоо чеги, кең калибрлөө модели, интерференция/тандалмалуулук изилдөөсү, реалдуу үлгүнүн калыбына келиши жана узак мөөнөттүү түзмөк туруктуулугу сыяктуу бардык сенсордук иштөө көрсөткүчтөрү берилген эмес.

“Жашыл” синтез ыкмасы өсүмдүк экстрактын калыбына келтирүү/туруктандыруу булагы катары колдонгондуктан, салттуу уулуу калыбына келтирүүчү агенттерден баш тартуу артыкчылыгы контекстинде бааланат. Бирок изилдөө толук жашоо цикли анализин, көмүртек изин же өнөр жайлык экологиялык таасир салыштыруусун жүргүзбөйт.

Изилдөөнүн негизги методологиялык чектөөлөрү

Төрт өсүмдүк түрү изилденген; жыйынтыктар бардык өсүмдүк экстракттарына автоматтык түрдө жалпыланбайт. Экстракттын деталдуу молекулалык курамы ар бир кошулма боюнча сандык аныкталган эмес; AOA кошулмалардын жалпы редокс жөндөмүн көрсөткөн жогорку деңгээлдеги көрсөткүч катары колдонулган.

Кошумча материалда ар башка адабият изилдөөлөрүнөн жыйналган фитохимиялык курам маалыматтары бар; авторлор экстракция ыкмалары изилдөөлөр арасында айырмалангандыктан, бул маанилер ушул экспериментте колдонулган чыныгы экстракттардын түз химиялык анализи болуп эсептелбей турганын өзгөчө белгилешет.

Негизги сандык pH салыштыруулары pH 6 жана 11ге багытталган. pH 3 AgNP пайда болушу басаңдаганын көрсөткөн кычкыл салыштыруу катары колдонулган; кең жана үзгүлтүксүз pH сканерлөө жүргүзүлгөн эмес.

TEM өлчөм бөлүштүрүүлөрү көп сандагы бөлүкчөлөр боюнча бааланса да, pH 6 жана pH 11 топторунда эсептелген бөлүкчөлөрдүн саны бирдей эмес. Натыйжаларды түшүндүрүү булакта берилген ушул үлгү алуу түзүмүнүн алкагында жүргүзүлүшү керек.

Электрохимиялык натыйжалар лабораториялык GCE системасы жана белгиленген моделдик аналиттер менен чектелген. Ошондуктан аларды түз талаа сенсорунун иштеши же коммерциялык түзмөктүн ийгилиги катары түшүндүрүүгө болбойт.

Изилдөөнүн илимий өзөгү

Изилдөөнүн эң маанилүү салымы жалгыз “эң жакшы өсүмдүктү” табуудан көрө, өсүмдүк экстракты менен AgNP синтезинин эки көзөмөл өзгөрмөсүн чогуу караганы: экстракттын жалпы калыбына келтирүү жөндөмүн көрсөткөн AOA жана фитохимиялык заттардын иондошуу абалына таасир эткен чөйрө pHсы.

Эксперименттердин жалпы көрүнүшү мындай: төмөн pH калыбына келтирүү процессин басаңдатат; нейтралга жакын чөйрө AgNP пайда болушуна мүмкүндүк берет; щелочтуу чөйрө болсо бул төрт экстракт үчүн күчтүүрөөк ядролонуу, көбүрөөк нанобөлүкчө пайда болушу жана кичирээк орточо өлчөмдөр менен байланышкан. AOAнын өсүшү да ошол эле багыттагы тенденцияны күчөтөт.

Өлчөм жана пайда болуу өлчөмүндөгү бул өзгөрүүлөр оптикалык жана электрохимиялык натыйжаларда да чагылат. Жогорку AOA жана pH шартындагы нанобөлүкчөлөр UV–Visте күчтүүрөөк жана көк тарапка жылган SPR тилкесин, TEMде кичирээк диаметрди, EISте төмөнүрөөк электрон өткөрүү каршылыгын жана моделдик аналиттерде жогорураак электрооксидация сигналдарын көрсөткөн.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

Түпнуска аталышы: Effect of pH and Antioxidant Activity of Plant Extracts on Green Synthesis of Silver Nanoparticles

Авторлор: Ekaterina I. Khamzina; Viktoria K. Tamoshenko; Maria A. Bukharinova; Arkadiy Yu. Zhilyakov; Veronika Yu. Kolotygina; Danil A. Danilov; Natalia Yu. Stozhko.

Авторлордун тартиби: Булактагы тартип толук сакталган.

Тең салым: Булакта тең биринчи авторлук же тең салым тууралуу билдирүү жок.

Жооптуу автор: Natalia Yu. Stozhko.

Мекеме 1: Department of Physics and Chemistry, Ural State University of Economics, 8 Marta St., 62, 620144 Yekaterinburg, Russia.

Мекеме 2: Laboratory of Heat-Resistant and Corrosion-Resistant Alloys Based on Nickel and Iron, Ural Federal University, Mira St., 19, 620002 Yekaterinburg, Russia.

Мекеме 3: Institute of Physics and Technology, Ural Federal University, Mira St., 19, 620002 Yekaterinburg, Russia.

Журнал: Chemistry.

Басмакана: MDPI, Basel, Switzerland.

Том / сан / макала номери: 8 / 11 / 151.

DOI: 10.3390/chemistry8110151.

Келип түшкөн күнү: 10 сентябрь 2026.

Ревизия күнү: 19 октябрь 2026.

Кабыл алынган күнү: 26 октябрь 2026.

Жарыяланган күнү: 30 октябрь 2026.

Булак түрү: Түпнуска эксперименттик изилдөө макаласы.

Рецензия статусу: Жарыяланган рецензияланган журнал макаласы. Chemistry MDPI тарабынан эл аралык рецензияланган ачык жеткиликтүү журнал катары жарыяланат.

Preprint статусу: Каралган булакта бул изилдөө үчүн өзүнчө preprint жазуусу көрсөтүлгөн эмес. Бул Verianla тексти жарыяланган журнал версиясына негизделген.

Лицензия: Creative Commons Attribution (CC BY). © 2026 авторлор; Licensee MDPI, Basel, Switzerland.

Расмий макала шилтемеси: https://www.mdpi.com/2624-8549/8/11/151

DOI шилтемеси: https://doi.org/10.3390/chemistry8110151

Кошумча материал: Supplementary Material ичинде Table S1 бар. Бул таблица крыжовник, жимолость, кулпунай жана чычырканак жалбырак/berry экстракттарындагы негизги фитохимиялык заттар боюнча адабият маалыматтарын жыйнайт. Булак бул адабият маалыматтары экспериментте колдонулган чыныгы экстракттардын түз курамын далилдебей турганын өзгөчө белгилейт.

Каржылоо: Изилдөө Russian Science Foundation жана Government of Sverdlovskaya Oblast тарабынан 26-23-20095 номерлүү гранттын алкагында колдоого алынган.

Маалымат жеткиликтүүлүгү: Авторлор түпнуска салымдар макала жана Кошумча Материалда бар экенин; кошумча суроолор жооптуу авторго/авторлорго жөнөтүлүшү мүмкүн экенин билдиришет.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Авторлор кызыкчылыктардын кагылышы жок экенин билдиришкен.

Авторлордун салымдары: Концептуалдаштыруу: Natalia Yu. Stozhko жана Ekaterina I. Khamzina. Методология: Ekaterina I. Khamzina, Maria A. Bukharinova жана Natalia Yu. Stozhko. Валидация: Maria A. Bukharinova, Ekaterina I. Khamzina жана Natalia Yu. Stozhko. Изилдөө жана маалыматтарды уюштуруу: Viktoria K. Tamoshenko, Veronika Yu. Kolotygina, Arkadiy Yu. Zhilyakov жана Danil A. Danilov. Алгачкы долбоор: Viktoria K. Tamoshenko, Veronika Yu. Kolotygina, Arkadiy Yu. Zhilyakov жана Danil A. Danilov. Карап чыгуу/редакциялоо: Maria A. Bukharinova жана Natalia Yu. Stozhko. Супервизия: Natalia Yu. Stozhko.

Негизги методологиялык түшүндүрүү чеги: Изилдөө төрт белгилүү жалбырак экстракты, белгилүү AgNO₃ концентрациясы, температура, убакыт жана pH шарттарында жүргүзүлгөн көзөмөлдөнгөн лабораториялык эксперимент. Натыйжалар бардык өсүмдүк түрлөрүнө же бардык синтез шарттарына түз жалпыланбашы керек.

Электрохимиялык колдонуу чеги: Brilliant Blue FCF, карбофуран жана триптофан эксперименттери AgNPлердин электрод модификатору катары потенциалын көрсөтөт; изилдөө толук валидацияланган талаа/коммерциялык сенсорду сунуштабайт.

Булак ичиндеги сөз айкашы боюнча эскертүү: EIS талкуусунун бир сүйлөмүндө бөлүкчө “санынын азайышы” айтылганы менен, изилдөөнүн UV–Vis/TEM натыйжалары жана кийинки EIS тексти жогорку pH/AOA менен нанобөлүкчө өлчөмү/беттик концентрация көбөйгөнүн билдирет. Verianla бул жергиликтүү сөз айкашынын айырмасын үнсүз оңдобой, түз эксперименттик тенденцияларды өз-өзүнчө берген.