Фитосинтези нанозарраҳои нуқра бо миёнаравии экстракти растанӣ равиши синтези сабз аст, ки дар он ионҳои нуқра тавассути пайвастагиҳои фитокимиёвии дорои қобилияти барқароркунанда, ки дар растаниҳо мавҷуданд, ба нанозарраҳои нуқраи металлӣ табдил дода мешаванд. Ин таҳқиқот таъсири муштараки экстрактҳои обии аз баргҳои крижовник (Ribes uva-crispa), жимолость (Lonicera), қулфинай (Fragaria vesca) ва ангат (Hippophaë rhamnoides) омодашударо аз рӯи фаъолияти антиоксидантӣ (AOA) бо қимати pH-и муҳити реаксия ба ташаккул, андоза, тақсимот, хосиятҳои оптикӣ ва рафтори электрохимиявии нанозарраҳои нуқра (AgNPs) ба таври таҷрибавӣ омӯхтааст.

Қиматҳои AOA-и чор экстракти растанӣ мутаносибан 1,8 ± 0,3; 6,4 ± 1,2; 11,8 ± 0,9 ва 15,7 ± 1,2 mmol-eq L⁻¹ чен карда шудаанд. Дар манбаъ AOA ба ҷойи миқдори як моддаи фенолӣ ҳамчун нишондиҳандаи миқдорӣ истифода мешавад, ки қобилияти умумии барқароркунии пайвастагиҳои дар равандҳои редоксии дохили экстракт иштироккунандаро ифода мекунад. Афзоиши AOA аз крижовник ба ангат дар шароити якхелаи синтез ҳамроҳ бо самаранокии баландтари ташаккули нанозарраҳо ва умуман андозаҳои хурдтари AgNP мушоҳида шудааст.

Дар шароити туршии pH 3 дар таҳлили UV–Vis банди резонанси плазмонии сатҳӣ, ки барои ташаккули AgNP хос аст, мушоҳида нашудааст. Дар муҳити наздик ба нейтралии pH 6 дар атрофи 418–420 nm банди хурди фурӯбарӣ пайдо шудааст, дар ҳоле ки дар муҳити ишқории pH 11 банди хоси резонанси плазмонии сатҳии nanosilver дар 404–407 nm равшан гаштааст. Дар ченкуниҳои TEM диаметри миёнаи AgNP барои чор экстракт дар pH 6 мутаносибан 11,3; 11,3; 9,6 ва 8,4 nm ва дар pH 11 8,3; 6,9; 4,7 ва 4,3 nm муайян шудааст. Ҳамин тавр, ҳам баландшавии pH ва ҳам афзоиши AOA-и экстракт дар шароити таҳқиқот бо нанозарраҳои хурдтар алоқаманд буданд.

AgNP-ҳое, ки дар муҳити ишқорӣ ҳосил шудаанд, на танҳо хурдтар буданд; онҳо дар таҷрибаҳои электрохимиявӣ хосиятҳои интиқоли электронии электроди карбонии шишамонандро низ қавитар тағйир доданд. Муқовимати интиқоли электронии электроди холӣ 359 ± 5 kΩ cm² буд, дар ҳоле ки дар электроде, ки бо AgNP-и дар pH 11 бо экстракти ангат синтезшуда тағйир дода шуд, ин қимат ба 25,6 ± 0,3 kΩ cm² паст шуд. Таҷрибаҳои намунавии электрохимиявӣ бо Brilliant Blue FCF, карбофуран ва триптофан нишон доданд, ки махсусан AgNP-ҳои дар муҳити ишқорӣ бо экстракти ангати дорои AOA-и баланд омодашуда барои модификатсияи электрод потенсиал доранд.

Бо вуҷуди ин, таҳқиқот сенсори тайёри тиҷоратӣ таҳия накардааст. Марҳилаҳои пурраи валидатсияи сенсори аналитикӣ, аз ҷумла диапазони калибронӣ, ҳадди ошкоркунӣ, таҳлили намунаи воқеӣ, устувории дарозмуддати сенсор ва интихобият, натиҷаҳои асосии ин таҳқиқот нестанд. Натиҷаҳо дастгирӣ мекунанд, ки дар шароити назоратшавандаи лабораторӣ pH ва AOA метавонанд барои идора кардани хосиятҳои AgNP истифода шаванд ва нанозарраҳои ҳосилшуда метавонанд ҳамчун модификаторҳои номзади электрод барои рушди сенсорҳои электрохимиявӣ хизмат кунанд.

Мушкилоти асосии таҳқиқот

Дар синтези сабзи AgNP бо истифодаи экстрактҳои растанӣ таносуби ҳаҷми экстракт ба маҳлули AgNO₃ параметри таҷрибавии маъмул аст. Аммо азбаски таркиби кимиёвии як растанӣ вобаста ба минтақаи сабзиш, иқлим, шароити рушд, вақти ҷамъоварӣ ва усули экстраксия метавонад тағйир ёбад, танҳо таносуби ҳаҷмӣ ба монанди “1:5” ё “1:10” мустақиман нишон намедиҳад, ки дар муҳит воқеан чӣ қадар қобилияти барқароркунанда мавҷуд аст.

Холигии таҳқиқот маҳз дар ҳамин ҷо ташаккул меёбад. Муаллифон фаъолияти антиоксидантиро (AOA), ки қобилияти умумии барқароркунии фиторедукторҳои фаъолро ба таври миқдорӣ ифода мекунад, ҳамчун тағйирёбандаи функсионалитар барои тавсифи миқдори экстракт истифода карда, онро ҳамроҳ бо pH-и муҳити синтез арзёбӣ карданд.

Чаро Фаъолияти Антиоксидантӣ нисбат ба Таносуби Ҳаҷми Экстракт ҳамчун Тағйирёбандаи Маънодортар Истифода Шуд?

AOA на танҳо миқдори экстракти иловашударо, балки қобилияти умумии барқароркунии моддаҳои дар реаксияҳои редоксии дохили экстракт иштироккунандаро ба таври миқдорӣ ифода мекунад. Манбаъ бар он аст, ки азбаски таркиби фитокимиёвии як растанӣ вобаста ба шароити табиӣ ва омодасозӣ метавонад тағйир ёбад, танҳо таносуби ҳаҷми экстракт/AgNO₃ барои стандартонӣ байни таҷрибаҳои гуногун меъёри кофӣ нест; AOA бошад барои тавсифи мустақими қобилияти барқароркунанда мувофиқтар аст.

Дар экстракти растанӣ иони нуқраро чӣ барқарор мекунад?

Экстрактҳои растанӣ фенолҳо, флавоноидҳо, таннинҳо, полисахаридҳо, сафедаҳо ва бисёр пайвастагиҳои дигари органикиро дар бар мегиранд. Манбаъ махсусан нақши муҳими гурӯҳҳои функсионалии редокс-фаъоли пайвастагиҳои полифенолиро дар барқароркунии ионҳои Ag⁺ ба Ag⁰ муҳокима мекунад.

Фитокимиёҳо ҳангоми синтез набояд танҳо ҳамчун агенти барқароркунанда баррасӣ шаванд. Манбаъ дар доираи адабиёт қайд мекунад, ки ин молекулаҳо метавонанд ҳамзамон бо пайваст шудан ба сатҳи нанозарра вазифаи пӯшонанда (capping) ва устуворкунанда иҷро кунанд. Мақсади асосии натиҷаҳои FTIR низ таҳқиқи нишонаҳои кимиёвии ташаккули ҳамин қабати органикии фитокимиёвӣ дар сатҳи нанозарра мебошад.

AOA чӣ гуна чен карда шуд?

Фаъолияти антиоксидантии экстрактҳо бо усули потенсиометрӣ чен карда шуд. Тағйирёбии потенсиали электроди индикатории платинии экран-чопшуда дар системаи медиатории редоксии [Fe(CN)₆]³⁻/[Fe(CN)₆]⁴⁻ бо анализатори потенсиометрии MPA-1 сабт гардид. Барои AOA се ченкунии такрорӣ гузаронида шуда, қиматҳо ҳамчун миёна ± фосилаи эътимод гузориш шуданд.

Манбаъ инчунин қайд мекунад, ки усули потенсиометрии AOA қаблан дар экстрактҳои гуногуни растанӣ бо усулҳои ABTS ва DPPH %94 коррелятсия нишон додааст. Ин қимати %94 натиҷаи мустақили коррелятсияе нест, ки дар ин таҳқиқот аз рӯи чор экстракт аз нав ҳисоб шуда бошад; он маълумоти валидатсияи методологӣ аз таҳқиқоти пешинаи муаллифон мебошад.

Экстрактҳои растанӣ чӣ гуна омода карда шуданд?

Баргҳои хушк майда карда шуда, хокаи дорои андозаи зарраҳои тақрибан 0,08 mm омода карда шуд. Барои ҳар экстраксия 0,04 g хокаи барг ба 10 mL оби деионизатсияшуда гирифта шуда, дар 80 °C барои 20 дақиқа зери омехтакунии доимӣ нигоҳ дошта шуд. Омехтакунандаи магнитии бо назорати ҳарорат RCT Basic истифода шуд.

Сипас омехта то ҳарорати хонагӣ хунук карда шуд ва экстракти моеъ дар центрифугаи MIKRO 120 бо 10.000 rpm аз қисми сахт ҷудо гардид. Экстракти обии ҳосилшуда барои синтези AgNP истифода шуд.

Тартиби таҷрибавии синтези сабзи AgNP

Дар синтез 1 mL экстракти растанӣ ба 5 mL 1 mmol L⁻¹ AgNO₃ илова карда шуд. pH-и муҳити реаксия бо илова кардани 5 mol L⁻¹ NaOH ё 0,1 mol L⁻¹ H₂SO₄ тағйир дода шуд. Манбаъ барои танзими pH мутаносибан 30 μL NaOH ва 40 μL H₂SO₄ гузориш медиҳад.

Омехтаи реаксия дар 80 °C бо омехтакунии 1200 rpm барои 5 дақиқа нигоҳ дошта шуд, баъд гармкунӣ қатъ гардид ва соли ҳосилшуда тақрибан дар 30 дақиқа то ҳарорати хонагӣ хунук шуд. Манбаъ ба таври равшан қайд мекунад, ки дар шароити pH 6 ва pH 11 барои ҳар растанӣ се синтези параллелӣ анҷом дода шудааст.

Sol дар ин ҷо системаро ифода мекунад, ки дар он AgNP-ҳо дар фазаи моеъ ба таври коллоидӣ парокандаанд. Барқарор шудани ионҳои нуқра ба нанозарраҳои Ag⁰ аввал бо тағйир ёфтани ранги омехтаи реаксия аз зарди равшан ба қаҳваранг ба таври визуалӣ мушоҳида ва баъдан бо спектрофотометрияи UV–Vis тасдиқ шуд.

Нанозарраҳо пас аз синтез чӣ гуна тоза карда шуданд?

Соли тозаи AgNP барои бартараф кардани прекурсори вокунишнакарда ва боқимондаҳои экстракти растанӣ дар 14.000 rpm барои 10 дақиқа центрифуга карда шуд. Моеъи болоӣ хориҷ ва таҳшин дар оби деионизатсияшуда ба андозаи ҳаҷми ибтидоӣ дубора пароканда шуд ва раванд ду маротиба такрор гардид.

Соли шуста дар таҳлилҳои UV–Vis, TEM/EDX, SAED, FTIR ва электрохимиявӣ истифода шуд. Барои XRD соли шуста дар табақчаи Петри дар 40 °C барои 24 соат хушк карда шуд.

pH ба Ташаккул ва Андозаи Нанозарраҳои Нуқра Чӣ Гуна Таъсир Расонд?

Дар шароити манбаъ pH 3-и турш ташаккули нанозарраҳоро бозмедошт, дар ҳоле ки pH 6 ва махсусан pH 11 ташаккули AgNP-ро дастгирӣ мекард. Муаллифон муҳокима мекунанд, ки дар муҳити ишқорӣ депротоншавии гурӯҳҳои гидроксилии антиоксидантҳои фенолӣ интиқоли электрон ва қобилияти барқароркунии Ag⁺-ро зиёд карда, нуклеатсияро тез мекунад ва ба ташаккули нанозарраҳои хурдтар ва ҳамгунтар мусоидат мекунад; дар муҳити турш пайвастагиҳои фенолӣ бештар дар ҳолати нейтралӣ/ионизатсиянашуда мемонанд ва консентратсияи баланди H⁺ раванди барқароркуниро маҳдуд мекунад.

Фарқи UV–Vis байни pH 3, pH 6 ва pH 11

Резонанси плазмонии сатҳӣ (SPR), ки дар спектри UV–Vis-и нанозарраҳои нуқра пайдо мешавад, яке аз нишондиҳандаҳои оптикии ташаккули нанозарраҳо мебошад. SPR ларзиши дастаҷамъии электронҳои ноқил дар нанозарраи металлӣ бо майдони электрикии нури воридшаванда аст. Ҷойгиршавӣ ва шакли банд метавонад аз андоза, тақсимот, муҳити атроф ва дигар омилҳои сохтории нанозарраҳо таъсир гирад.

Дар таҳқиқот дар спектри UV–Vis-и маҳлулҳои дар pH 3 омодашуда қуллаи хоси AgNP мушоҳида нашудааст. Дар солҳо бо pH 6 дар атрофи 418–420 nm қуллаи хурди фурӯбарӣ дида шудааст. Дар pH 11 бошад, дар диапазони 404–407 nm банди равшани nanosilver SPR ташаккул ёфтааст.

Шиддатҳои банди SPR дар pH 11 нисбат ба бандҳои бо ҳамон растанӣ дар pH 6 гирифташуда барои крижовник, жимолость, қулфинай ва ангат мутаносибан тақрибан 5, 6, 8 ва 12 маротиба баландтар гузориш шудаанд. Манбаъ ин афзоишро бо ташаккули бештари нанозарраҳо дар муҳити ишқорӣ мепайвандад.

Бо афзоиши AOA инчунин кӯчиши максимуми SPR ба самти дарозии мавҷи кӯтоҳтар мушоҳида шудааст. Муаллифон ин кӯчиши кабудро бо ташаккули нанозарраҳои хурдтар алоқаманд кардаанд ва ин тафсир баъдан бо натиҷаҳои TEM дастгирӣ шудааст.

TEM андозаи нанозарраҳоро чӣ гуна тасдиқ кард?

Микроскопияи электронии интиқолии баландҳалкунанда (TEM) барои тасвири мустақими нанозарраҳои ташаккулёфта ва чен кардани диаметрҳои онҳо истифода шуд. Ченкуниҳо дар микроскопи JEM-2100 бо шиддати суръатбахшандаи 200 kV анҷом дода шуданд. Барои таҳлили элементӣ системаи EDX-и INCA Energy 250 истифода шуд.

Барои ҳар комбинатсияи синтези растанӣ/pH шаш микрограф таҳлил карда шуд. Барои pH 6 тақрибан 150–200 зарра ва барои pH 11 320–850 зарра барои сохтани тақсимоти андоза истифода шуданд. Диапазони гистограмма барои нанозарраҳои pH 6 2–30 nm ва барои pH 11 2–15 nm муқаррар шуда, гистограммаҳо ба тақсимоти нормалии Gaussian мутобиқ карда шуданд.

Индекси полидисперсӣ чиро нишон медиҳад?

Индекси полидисперсӣ (PI) барои ифодаи беандоза истифода шудааст, ки андозаҳои нанозарраҳо то чӣ андоза дар атрофи миёна паҳн шудаанд. Манбаъ Муодилаи (1):

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

Дар ин ҷо d диаметри миёнаи хаттии AgNP-ҳоро ва σ инҳирофи стандартии диаметрҳоро ифода мекунад. Азбаски σ ва d дорои як воҳиди дарозӣ, дар ин ҷо нанометр, мебошанд, таносуб беандоза аст; квадрати он низ беандоза мемонад.

Аз ҷиҳати математикӣ бо калон шудани инҳирофи стандартӣ нисбат ба диаметри миёна PI зиёд мешавад. Дар ин таҳқиқот PI дар намунаҳои pH 6 дар диапазони 0,23–0,36 ва дар намунаҳои pH 11 дар диапазони 0,10–0,14 аст. Манбаъ инро ҳамчун тақсимоти тангтари андоза ва ҳамгунии бештари андоза дар муҳити ишқорӣ тафсир мекунад.

Ҳосилнокии синтез чӣ гуна ҳисоб карда шуд?

Ҳосилнокии синтези нанозарраҳо бо Муодилаи (2)-и манбаъ ҳисоб карда шуд:

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

η ҳосилнокии синтезро бо фоиз, C_AgNPs консентратсияи нуқраи баъд аз ҳал кардани нанозарраҳои ҳосилшуда муайяншударо бо mmol L⁻¹, ва C₀ консентратсияи ибтидоии Ag(I)-ро ифода мекунад. Манбаъ қимати C₀ = 0,83 mmol L⁻¹-ро истифода бурдааст.

Ин таносуб бо фоиз нишон медиҳад, ки чӣ қадар аз миқдори ибтидоии нуқра дар фраксияи нанозарраҳои ҳосилшуда ҷой дорад. Агар сурат ба консентратсияи ибтидоӣ баробар бошад, η %100 мешавад; агар хурдтар бошад, ҳосилнокӣ аз %100 камтар аст.

Арзёбии волтамметрӣ аз се такрор ва арзёбии ICP-OES аз ду такрор дода шудааст ва дар ҷадвали манбаъ сатҳи эътимод ҳамчун p = 0,95 нишон дода шудааст. Нишонаи p дар ин ҷо набояд ҳамчун p-қимати классикии санҷиши гипотеза тафсир шавад; ҷадвал дар заминаи эҳтимолияти эътимод пешниҳод шудааст.

ICP-OES барои чӣ истифода шуд?

Спектрометрияи оптикии эмиссионии плазмаи индуктивӣ пайвастшуда (ICP-OES) барои муайян кардани нуқраи умумии миқдори AgNP-и ҳосилшуда тавассути таҳлили мустақили элементӣ истифода шуд. Бо спектрометри Optima 2100 дар дарозии мавҷҳои 328,068 nm ва 338,289 nm мушоҳидаи аксиалӣ анҷом дода шуд.

AgNP-ҳои шуста ва хушкшуда дар HNO₃-и консентратшуда ҳал карда шуда, маҳлул то ҳаҷми ниҳоии 25 mL тунук ва миқдори нуқра чен карда шуд. Он ки волтамметрия ва ICP-OES як тамоюли умумии AOA–ҳосилнокиро нишон доданд, арзёбии ҳосилнокии синтезро бо ду равиши гуногуни аналитикӣ дастгирӣ кард.

EDX, SAED ва XRD чиро нишон доданд?

Пайдо шудани сигнали қавии Ag тақрибан дар 3 keV дар спектрҳои EDX мавҷудияти нуқраро дар нанозарраҳо тасдиқ кард. Сигналҳои O ва S бо қабати органикии фитокимиёвӣ алоқаманд шуданд. Манбаъ инчунин сигналҳои Si ва Cl-ро гузориш медиҳад; Na-и дар намунаҳои синтези ишқорӣ дидашударо бо истифодаи NaOH мепайвандад. Сигнали Cu бошад аз шабакаи мисие меояд, ки намунаи TEM дар он ҷойгир шудааст.

Дар нақшҳои SAED ҳалқаҳое дида шуданд, ки ба ҳамвориҳои кристаллии (111), (200), (220), (311) ва (222) мувофиқанд. Ченкуниҳои XRD низ қуллаҳои дифраксионии мувофиқи ҳамон ҳамвориҳоро нишон доданд ва сохтори кристаллии кубии рӯймарказ (fcc)-и AgNP-ҳои синтезшударо дастгирӣ карданд.

Таҳлили XRD дар дастгоҳи Bruker D8 Advance бо шуоъдиҳии Cu Kα иҷро шуд. Манбаъ диапазони 2θ = 35–85°, шиддати найчаи 40 kV, ҷараёни 40 mA, паҳнои қадами 0,025° ва вақти ҷамъоварии маълумоти тақрибан 1 s дар ҳар қадамро гузориш медиҳад. Муайянкунии фаза бо DiffracPlus EVA v5.1 ва пойгоҳи додаи ICDD PDF2, ва параметри тории кристаллӣ ва андозаи AgNP дар Topas v4.2 бо усули Rietveld арзёбӣ шуданд.

FTIR дар бораи қабати органикии нанозарра чӣ нишон дод?

Таҳлили FTIR барои омӯхтани он истифода шуд, ки кадом гурӯҳҳои функсионалии экстракти растанӣ метавонанд бо ташаккули AgNP ва пӯшиши сатҳ алоқаманд бошанд. Спектрҳо дар дастгоҳи Nicolet iS10, баъди хушк кардани намунаҳо дар плитаи CaF₂ дар 50 °C, дар диапазони 4000–900 cm⁻¹ дар реҷаи интиқол сабт шуданд.

Дар экстрактҳои растанӣ банди васеи тақрибан 3330–3350 cm⁻¹ бо гурӯҳҳои гидроксил (-OH); бандҳои 2918–2925 cm⁻¹ бо гурӯҳҳои алифатии -CH₂-/-CH₃; бандҳои атрофи 1611 ва 1445 cm⁻¹ бо сохторҳои амино/ароматии C=C; ва банди 1046–1051 cm⁻¹ бо кашиши C-O дар спиртҳо ва эфирҳои аввалия алоқаманд карда шудаанд.

Дар экстрактҳои қулфинай ва ангат банди карбонилии 1718 cm⁻¹; дар жимолость ва қулфинай ларзиши ҳалқаи ароматӣ тақрибан дар 1515–1516 cm⁻¹ гузориш шудааст. Кӯчиши бандҳо ва коҳиши шиддати онҳо баъд аз ташаккули AgNP аз ҷониби манбаъ бо адсорбсияи моддаҳои антиоксидантӣ ба сатҳи нанозарра ва ташаккули қабати устуворкунандаи фитокимиёвӣ алоқаманд карда шудааст.

Дар намунаҳои синтезшуда дар муҳити ишқорӣ равшантар шудани ҷуфти бандҳои тақрибан 1396 cm⁻¹ ва 1591 cm⁻¹, ки бо гурӯҳҳои карбоксилати депротоншуда алоқаманданд, аз ҷониби манбаъ ба нафъи сохтори қабате тафсир шудааст, ки ба сатҳи нуқра мустаҳкамтар мепайвандад.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Усулҳои асосии аналитикии истифодашуда

Системаи электроди электрохимиявӣ

Таҳқиқоти волтамметрӣ бо потенсиостат/галваностати μAutolab Type III ва ҳуҷайраи сеэлектродӣ анҷом дода шуданд. Электроди Ag/AgCl/KCl (3,5 mol L⁻¹) ҳамчун истинод ва чӯбчаи карбонӣ ҳамчун электроди ёрирасон истифода шуданд. Электроди корӣ электроди карбонии шишамонанди диаметраш 2 mm (GCE) буд.

Ҳангоми омода кардани электроди модификатсияшуда ба сатҳи кории GCE 5 μL маҳлули AgNP қатра карда ва дар ҳаво хушк карда шуд. Масоҳати электроактивии сатҳ бо истифодаи 0,1 mol L⁻¹ KCl ва 1 mmol L⁻¹ K₄[Fe(CN)₆] аз маълумоти хроноамперометрии дар 0,85 V сабтшуда бо равиши Cottrell муайян гардид. Азбаски манбаъ муодилаи Cottrell-ро дар ин мақола ҳамчун муодилаи рақамдор алоҳида нанавиштааст, дар ин ҷо муодилаи берун аз манбаъ илова нашудааст.

EIS чиро чен кард?

Спектроскопияи импеданси электрохимиявӣ (EIS) арзёбӣ кард, ки интиқоли электрон дар интерфейси электрод/маҳлул то чӣ андоза осон ё душвор мегузарад. Ченкуниҳо дар 0,1 mol L⁻¹ KCl бо истифодаи 5 mmol L⁻¹ K₃[Fe(CN)₆] дар потенсиали кории 0,25 V, амплитудаи AC-и 10 mV ва диапазони басомади 0,01 Hz–10 kHz анҷом дода шуданд.

Диаметри нимдоираи басомади баланд дар диаграммаи Nyquist асосан бо муқовимати интиқоли электрон R_et алоқаманд аст. Хурд шудани нимдоира нишон медиҳад, ки интиқоли электрон бо муқовимати камтар сурат мегирад.

Дар муқоиса бо GCE-и холӣ, гузориш шудааст, ки муқовимати интиқоли электрон дар электродҳои AgNP-модификатсияшудаи pH 6 тақрибан 1,7–2,4 маротиба ва дар электродҳои AgNP-модификатсияшудаи pH 11 5,4–14,4 маротиба кам шудааст. Пасттарин R_et дар электроди AgNP, ки дар pH 11 бо экстракти ангати дорои AOA-и баланд омода шудааст, мушоҳида гардид.

Собитаи суръати интиқоли электронии гетерогенӣ чӣ гуна ҳисоб карда шуд?

Муодилаи (3)-и манбаъ:

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

Дар ин ҷо:

• k_et: собитаи суръати интиқоли электронии гетерогенӣ, cm s⁻¹,
• R: собитаи универсалии газ, 8,314 J mol⁻¹ K⁻¹,
• T: ҳарорат, 298 K,
• F: собитаи Фарадей, 96.485 C mol⁻¹,
• n: шумораи электронҳо,
• R_et: муқовимати интиқоли электрон,
• A: масоҳати электроактивии электрод, cm²,
• c: консентратсияи K₃[Fe(CN)₆] дар ченкунии EIS, mol cm⁻³.

Азбаски дар сохтори математикии муодила R_et дар махраҷ ҷойгир аст, ҳангоми якхела нигоҳ доштани дигар тағйирёбандаҳо кам шудани муқовимати интиқол k_et-ро зиёд мекунад. Ин тамоюл дар ҷадвали таҷрибавӣ низ дида мешавад: барои GCE-и холӣ 4,8 × 10⁻⁶ cm s⁻¹ будани k_et дар электродҳои AgNP-модификатсияшудаи pH 11 ба диапазони 1,4 × 10⁻⁵ то 2,6 × 10⁻⁵ cm s⁻¹ боло меравад.

Манбаъ дар силсилаи AgNP-и pH 6 нисбат ба GCE-и холӣ тақрибан 1,5–1,6 маротиба ва дар силсилаи pH 11 тақрибан 2,9–5,4 маротиба афзоиши собитаи суръатро гузориш медиҳад.

Номувофиқии баёни EIS дар дохили манбаъ

Дар муҳокимаи EIS манбаъ дар як ҷой мегӯяд, ки “кам шудани диаметри AgNP ва шумораи онҳо” таносуби масоҳати сатҳ/ҳаҷмро зиёд мекунад. Аммо бахшҳои UV–Vis ва TEM-и ҳамин мақола гузориш медиҳанд, ки бо зиёд шудани pH нанозарраҳои бештар ва хурдтар ташаккул меёбанд; параграфи минбаъдаи EIS низ равшан мегӯяд, ки бо баланд шудани pH/AOA консентратсияи AgNP дар сатҳи электрод меафзояд.

Аз ин рӯ, матни Verianla ин ҷумлаи манбаъро хомӯшона ислоҳ карда, вонамуд намекунад, ки он вуҷуд надошт. Мушоҳидаҳои алоҳидае, ки бо таҷрибаҳои мустақим мувофиқанд, чунин нигоҳ дошта шудаанд: диаметри зарра кам мешавад; миқдори ташаккул/консентратсияи сатҳӣ зиёд мешавад; муқовимати интиқоли электрон кам мешавад; k_et меафзояд. Ба ибораи “кам шудани шумораи зарраҳо” маънои нави механикӣ илова нашудааст.

Таҷрибаи Brilliant Blue FCF

Аз аналитҳои моделӣ Brilliant Blue FCF (BB) дар буфери фосфати pH 7 бо консентратсияи 10 μmol L⁻¹ омӯхта шуд. Сигнали тақрибан 0,95 V дар GCE-и холӣ суст аст.

Ҳангоми истифодаи AgNP-ҳои бо экстракти ангат синтезшуда сигнали BB нисбат ба GCE-и холӣ дар pH 6 AgNP/GCE тақрибан 1,5 маротиба ва дар pH 11 AgNP/GCE тақрибан 3,3 маротиба зиёд шуд.

Таҷрибаи карбофуран

Карбофуран дар консентратсияи 22 μmol L⁻¹ дар буфери фосфати pH 7 омӯхта шуд. Дар GCE-и холӣ тақрибан дар 0,6 V сигнали сусти оксидшавӣ дида шуд.

Дар GCE-и AgNP-модификатсияшудаи pH 6 ҷараёни оксидшавӣ тақрибан 1,8 маротиба зиёд шуда, потенсиали қулла 20 mV ба самти катодӣ кӯчид. Дар pH 11 AgNP/GCE ҷараён нисбат ба GCE-и холӣ тақрибан 3,3 маротиба зиёд шуд ва потенсиали қуллаи оксидшавӣ тақрибан 40 mV ба қимати пасттар кӯчид.

Гузаштани реаксияи оксидшавӣ дар потенсиали татбиқшудаи пасттар метавонад ҳамчун коҳиши изофапотенсиали лозим барои раванди электродӣ тафсир шавад. Аммо ин таҷриба танҳо худ аз худ кори пурраи сенсор, интихобият ё дақиқии аналитикиро дар намунаҳои воқеӣ муайян намекунад.

Таҷрибаи триптофан

Триптофан дар консентратсияи 10 μmol L⁻¹ дар буфери фосфати pH 7 арзёбӣ шуд. Дар GCE-и холӣ мавҷи сусти оксидшавӣ дида шуд; дар электродҳои AgNP-модификатсияшуда ҷараёни оксидшавӣ афзуд. Баландтарин сигнали триптофан дар электроде мушоҳида шуд, ки бо AgNP-ҳои дар pH 11 синтезшуда модификатсия шуда буд.

Манбаъ барои BB ва карбофуран афзоишҳои муайяни чандкарата медиҳад, аммо барои триптофан дар матн қимати дақиқи афзоиши чандкарата дар ҳамин шакл гузориш намедиҳад. Аз ин рӯ, матни Verianla барои триптофан таносуби аз манбаъ барнаомадаро эҷод намекунад.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ мекунад

• Дар экстрактҳои омӯхташуда AOA аз крижовник ба ангат афзудааст.
• Дар шароити pH 3 банди UV–Vis SPR-и хоси ташаккули AgNP мушоҳида нашудааст.
• Дар шароити pH 6 ва pH 11 синтези AgNP сурат гирифтааст.
• Бо баланд шудани pH ва афзоиши AOA диаметри миёнаи AgNP умуман коҳиш ёфтааст.
• Дар pH 11 тақсимоти андоза нисбат ба pH 6 тангтар ва PI пасттар буд.
• Ҳосилнокии синтези AgNP бо афзоиши AOA умуман баланд шуд.
• Натиҷаҳои SAED ва XRD сохтори кристаллии fcc-и AgNP-ҳои фитосинтезшударо дастгирӣ карданд.
• FTIR тағйироти бандҳоро нишон дод, ки иштироки ҷузъҳои экстракти растанӣ дар қабати фитокимиёвии сатҳи AgNP-ро дастгирӣ мекунанд.
• Дар электродҳои GCE-и AgNP-модификатсияшуда муқовимати интиқоли электрон нисбат ба GCE-и холӣ кам шуд.
• Дар AgNP-ҳои дар шароити pH 11 ва AOA-и баланд омодашуда баъзе аз рафторҳои мусоиди интиқоли электрон мушоҳида шуданд.
• Дар аналитҳои моделии BB, карбофуран ва триптофан модификатсияи электрод бо AgNP сигнали оксидшавиро зиёд кард.

Натиҷаҳое, ки таҳқиқот дастгирӣ намекунад

Ин таҳқиқот нишон намедиҳад, ки ягон экстракти растанӣ аз ҷиҳати клиникӣ муассир аст. Самаранокии зиддибактериявӣ, зиддисаратонӣ ё табобатии AgNP дар одамон дар ин таҳқиқот таҷрибавӣ санҷида нашудааст; инҳо заминаи адабиёт дар бахши муқаддима мебошанд.

Таҳқиқот чунин умумисозии бемаҳдуд намекунад, ки “ҳар қадар pH баланд бошад, бо ҳар растанӣ ва дар ҳар шароит AgNP ҳамон қадар беҳтар ҳосил мешавад”. Шароити асосии таҷрибавӣ бо экстрактҳои муайян, консентратсияи AgNO₃, ҳарорат, вақт ва қиматҳои pH маҳдуд аст.

Таҳқиқот валидатсияи пурраи сенсори аналитикиро иҷро намекунад. Таҷрибаҳои Brilliant Blue FCF, карбофуран ва триптофан потенсиали модификатсияи электродро нишон медиҳанд; аммо ҳамаи нишондиҳандаҳои кори сенсор, аз ҷумла ҳадди ошкоркунӣ, ҳадди муайянкунии миқдорӣ, модели васеи калибронӣ, таҳқиқоти интерференсия/интихобият, барқароркунии намунаи воқеӣ ва устувории дарозмуддати дастгоҳ гузориш нашудаанд.

Равиши синтези “сабз” аз он ҷиҳат арзёбӣ мешавад, ки экстракти растаниро ҳамчун манбаи барқароркунӣ/устуворкунӣ истифода бурда, аз агентҳои анъанавии заҳрноки барқароркунанда канорагирӣ мекунад. Бо вуҷуди ин, таҳқиқот таҳлили ҳамаҷонибаи давраи ҳаёт, изи карбон ё муқоисаи таъсири экологии саноатиро анҷом намедиҳад.

Маҳдудиятҳои асосии методологии таҳқиқот

Чор навъи растанӣ омӯхта шудаанд; натиҷаҳоро ба ҳамаи экстрактҳои растанӣ худкорона умумӣ кардан мумкин нест. Таркиби муфассали молекулавии экстракт барои ҳар як пайвастагӣ ба таври миқдорӣ муайян нашудааст; AOA ҳамчун нишондиҳандаи сатҳи болоӣ истифода шудааст, ки қобилияти умумии редоксии пайвастагиҳоро ифода мекунад.

Дар маводи иловагӣ маълумоти таркиби фитокимиёвӣ аз таҳқиқоти гуногуни адабиёт ҷамъ оварда шудааст; муаллифон махсус қайд мекунанд, ки азбаски усулҳои экстраксия байни таҳқиқот фарқ мекунанд, ин қиматҳоро таҳлили мустақими кимиёвии экстрактҳои воқеан дар ин таҷриба истифодашуда ҳисобидан мумкин нест.

Муқоисаҳои асосии миқдории pH ба pH 6 ва 11 равона шудаанд. pH 3 ҳамчун муқоисаи турш истифода шуд, ки боздошта шудани ташаккули AgNP-ро нишон медиҳад; сканкунии васеъ ва пайвастаи pH анҷом дода нашудааст.

Гарчанде тақсимоти андозаи TEM аз рӯи шумораи зиёди зарраҳо арзёбӣ шудааст, шумораи зарраҳои ҳисобшуда дар гурӯҳҳои pH 6 ва pH 11 яксон нест. Натиҷаҳо бояд дар доираи ҳамин сохтори намунагирии додаи манбаъ тафсир шаванд.

Натиҷаҳои электрохимиявӣ бо системаи лаборатории GCE ва аналитҳои модели муайян маҳдуданд. Аз ин рӯ, онҳоро ҳамчун кори мустақими сенсори саҳроӣ ё муваффақияти дастгоҳи тиҷоратӣ тафсир кардан мумкин нест.

Мазмуни асосии илмии таҳқиқот

Муҳимтарин саҳми таҳқиқот аз ёфтани як “беҳтарин растанӣ” бештар дар он аст, ки ду тағйирёбандаи назоратии синтези AgNP бо экстракти растанӣ якҷоя баррасӣ шудаанд: AOA, ки қобилияти умумии барқароркунии экстрактро ифода мекунад ва pH-и муҳит, ки ба ҳолати ионизатсияи фитокимиёҳо таъсир мерасонад.

Тасвири умумии таҷрибаҳо чунин аст: pH паст раванди барқароркуниро бозмедорад; муҳити наздик ба нейтралӣ ба ташаккули AgNP имкон медиҳад; муҳити ишқорӣ бошад барои ин чор экстракт бо нуклеатсияи қавитар, ташаккули бештари нанозарраҳо ва андозаҳои миёнаи хурдтар алоқаманд аст. Афзоиши AOA низ ҳамин тамоюлро тақвият медиҳад.

Ин тағйироти андоза ва миқдори ташаккул дар натиҷаҳои оптикӣ ва электрохимиявӣ низ инъикос мешаванд. Нанозарраҳо дар шароити AOA ва pH-и баланд дар UV–Vis банди SPR-и қавитар ва ба кабуд кӯчида, дар TEM диаметри хурдтар, дар EIS муқовимати пасттари интиқоли электрон ва дар аналитҳои моделӣ сигналҳои баландтари электрооксидшавиро нишон доданд.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Унвони аслӣ: Effect of pH and Antioxidant Activity of Plant Extracts on Green Synthesis of Silver Nanoparticles

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

Тартиби муаллифон: Тартиби манбаъ айнан нигоҳ дошта шудааст.

Саҳми баробар: Дар манбаъ изҳороти муаллифи якуми баробар ё саҳми баробар вуҷуд надорад.

Муаллифи масъул: Natalia Yu. Stozhko.

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

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

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

Маҷалла: Chemistry.

Ношир: MDPI, Basel, Switzerland.

Ҷилд / шумора / рақами мақола: 8 / 11 / 151.

DOI: 10.3390/chemistry8110151.

Санаи қабул: 10 сентябри 2026.

Санаи бознигарӣ: 19 октябри 2026.

Санаи пазируфтан: 26 октябри 2026.

Санаи нашр: 30 октябри 2026.

Навъи манбаъ: Мақолаи аслии таҳқиқоти таҷрибавӣ.

Ҳолати баррасии ҳамтоён: Мақолаи нашршудаи маҷаллаи баррасишаванда мебошад. Chemistry аз ҷониби MDPI ҳамчун маҷаллаи байналмилалии баррасишавандаи дастрасии кушода нашр мешавад.

Ҳолати preprint: Дар манбаи баррасишуда барои ин таҳқиқот сабти алоҳидаи preprint нишон дода нашудааст. Ин матни Verianla ба версияи нашршудаи маҷалла асос ёфтааст.

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

Пайванди расмии мақола: https://www.mdpi.com/2624-8549/8/11/151

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

Маводи иловагӣ: Дар Supplementary Material Table S1 мавҷуд аст. Ин ҷадвал маълумоти адабиётро дар бораи фитокимиёҳои асосии экстрактҳои барг/berry-и крижовник, жимолость, қулфинай ва ангат ҷамъбаст мекунад. Манбаъ махсус қайд мекунад, ки ин маълумоти адабиёт таркиби мустақими экстрактҳои воқеан дар таҷриба истифодашударо исбот намекунад.

Маблағгузорӣ: Таҳқиқот аз ҷониби Russian Science Foundation ва Government of Sverdlovskaya Oblast дар доираи гранти рақами 26-23-20095 дастгирӣ шудааст.

Дастрасии маълумот: Муаллифон изҳор мекунанд, ки саҳмҳои аслӣ дар мақола ва Маводи Иловагӣ пешниҳод шудаанд; саволҳои иловагӣ метавонанд ба муаллифи масъул/муаллифон равона карда шаванд.

Бархӯрди манфиатҳо: Муаллифон изҳор кардаанд, ки бархӯрди манфиатҳо надоранд.

Саҳми муаллифон: Консептуализатсия: Natalia Yu. Stozhko ва Ekaterina I. Khamzina. Методология: Ekaterina I. Khamzina, Maria A. Bukharinova ва Natalia Yu. Stozhko. Валидатсия: Maria A. Bukharinova, Ekaterina I. Khamzina ва Natalia Yu. Stozhko. Таҳқиқ ва танзими маълумот: Viktoria K. Tamoshenko, Veronika Yu. Kolotygina, Arkadiy Yu. Zhilyakov ва Danil A. Danilov. Нусхаи аввал: Viktoria K. Tamoshenko, Veronika Yu. Kolotygina, Arkadiy Yu. Zhilyakov ва Danil A. Danilov. Бозбинӣ/таҳрир: Maria A. Bukharinova ва Natalia Yu. Stozhko. Назорат: Natalia Yu. Stozhko.

Ҳадди асосии тафсири методологӣ: Таҳқиқот таҷрибаи назоратшавандаи лабораторӣ аст, ки бо чор экстракти мушаххаси барг, консентратсияи муайяни AgNO₃, ҳарорат, вақт ва шароити pH гузаронида шудааст. Натиҷаҳоро набояд мустақиман ба ҳамаи навъҳои растанӣ ё ҳамаи шароити синтез умумӣ кард.

Ҳадди истифодаи электрохимиявӣ: Таҷрибаҳои Brilliant Blue FCF, карбофуран ва триптофан потенсиали AgNP-ҳоро ҳамчун модификатори электрод нишон медиҳанд; таҳқиқот сенсори саҳроӣ/тиҷоратии пурра валидатсияшударо пешниҳод намекунад.

Ёддошти ибораи дохилии манбаъ: Гарчанде дар як ҷумлаи муҳокимаи EIS аз “кам шудани шумораи” зарраҳо сухан меравад, натиҷаҳои UV–Vis/TEM ва матни минбаъдаи EIS афзоиши миқдори нанозарраҳо/консентратсияи сатҳиро бо pH/AOA-и баланд гузориш медиҳанд. Verianla ин фарқи маҳаллии ибораро хомӯшона ислоҳ накарда, тамоюлҳои мустақими таҷрибавиро алоҳида пешниҳод кардааст.