Detecção de Ag+ tóxico baseada na formação de nanoestruturas de núcleo Au@Ag usando síntese assistida por ácido tânico de nanopartículas de ouro estabilizadas com Pullulan

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 1844 (2023) Citar este artigo

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Neste trabalho, uma estratégia de detecção colorimétrica sensível é proposta para detecção de Ag+ baseada no uso de síntese ambientalmente correta de nanopartículas de ouro (AuNPs), em temperatura ambiente, utilizando (ácido tânico, TA), como redutor e pululano (PUL) como agente estabilizante. . A solução coloidal (TA/PUL-AuNPs), nas condições ótimas de síntese, apresentou absorbância máxima em 529 nm com coloração vermelho baga. TEM e FESEM validaram que as partículas são esféricas e monodispersas, enquanto outros resultados de caracterização elucidaram o papel do pululano na nanossíntese. A adição de Ag + à sonda (TA / PUL-AuNPs), pH 11, resultou em alterações de cor a olho nu, devido à formação de nanoestruturas do núcleo Au@Ag. Além disso, o Ag+ adicionado é reduzido a AgNPs, na superfície da sonda TA/PUL-AuNPs. Foi observado um desvio hipsocrômico no máximo de absorção, de 529 para 409 nm, enquanto (AAg+-Abl)@409 nm exibiu linearidade com concentrações de Ag+, de 0,100 a 150 µM. O limite de detecção estimado foi de 30,8 nM, muito inferior ao limite aceitável de 0,930 µM da agência reguladora. A sonda TA/PUL-AuNPs foi testada posteriormente para detecção de Ag+ em amostras de água de lago e apresentou desempenho de detecção satisfatório para aplicações de amostras reais.

A poluição humana, da saúde e do ambiente resultante da exploração descontrolada de recursos é preocupante. Quando existe um desequilíbrio na utilização dos recursos, para além da capacidade de reposição da natureza, é inevitável que se manifestem consequências negativas. A poluição por metais pesados ​​(HMs) é bastante prevalente, particularmente das matrizes ambientais comuns (ar, água e solo), devido a atividades induzidas pelo homem. HMs são metais com densidade superior a 5 kg/m31. Eles são de grande interesse, em virtude da sua toxicidade para humanos e animais. HMs de importância significativa incluem Ag, Hg, Cd. Pb, As, Au, Cu e Ni. Entre os HMs listados, grande interesse é dedicado ao íon prata (Ag+), que pode não estar alheio aos efeitos ecofisiológicos da contaminação por Ag+2. Além disso, a incorporação de Ag+ em produtos de consumo humano devido à sua propriedade antibacteriana resultou consequentemente no aumento da poluição dos corpos d'água. No sistema humano, Ag+ pode ligar-se fortemente a proteínas, aminoácidos, ácidos nucleicos, devido à sua afinidade com grupos sulfidrila, formando assim complexos, que podem induzir efeitos deletérios no funcionamento ideal do nosso sistema corporal. Isso pode causar danos à saúde das células nervosas, pigmentação da pele e enfraquecimento do sistema imunológico3,4. Como resultado, a necessidade de uma monitorização compassiva do Ag+ no ambiente continuou a despertar o interesse dos cientistas. Na verdade, o limite máximo permitido de Ag+ na água potável é definido como 0,93 µM pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA)5.

Os métodos de detecção relatados para Ag + são espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS)6, espectroscopia de absorção/emissão atômica (AAS/AES)7,8. Métodos eletroquímicos utilizando eletrodo cuidadosamente fabricado9,10, ensaios de detecção baseados em fluorescência11,12. Outros incluem ensaios colorimétricos baseados em nanopartículas metálicas (MNPs) . Estes métodos são capazes de quantificar de forma fiável o Ag+, no entanto, alguns desafios inerentes à estratégia de detecção exigem um método mais eficiente, fácil e ambientalmente benigno, com melhores desempenhos de detecção. A utilização de materiais ecológicos na fabricação de nanomateriais, que podem reduzir alguns dos seus perfis de toxicidade inerentes, tem atraído grande atenção nas últimas décadas . Isto motivou-nos a utilizar TA e PUL, materiais de origem vegetal e animal respetivamente, de indiscutível respeito pelo ambiente. Assim, a presente estratégia de síntese enquadra-se no âmbito da química verde vigorosamente promovida.