Comparative Study between Two Simple Synthesis Methods for Obtaining Green Gold Nanoparticles Decorating Silica Particles with Antibacterial Activity
Karen M. SotoAngelica Gódinez-OviedoJ. Mauricio López-RomeroEric M. Rivera‐MuñozEdgar J. López‐NaranjoSandra Mendoza-DíazAlejandro Manzano-Ramírez
3
Citation
26
Reference
10
Related Paper
Citation Trend
Abstract:
The SiO2 particles system is one of the most common ways to protect colloidal metal systems, such as gold nanoparticles, from aggregation and activity loss due to their high chemical stability and low reactivity. In this study, silica green gold nanoparticles (AuNPs synthesized with mullein extract) were fabricated using two different sol-gel methods. The nanoparticles were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier Transformed Infrared (FTIR), and the antibacterial activity against pathogens (Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Escherichia coli, and Salmonella enterica). Synthesis-1 nanoparticles had a kidney-shaped form and uniform distribution, while synthesis-2 nanoparticles had a spherical and non-uniform form. Characterization showed that temperature is an important factor in the distribution of AuNPs in silica; a decrease allowed the formation of Janus-type, and an increase showed a higher concentration of gold in energy-dispersive spectroscopy (EDS) analysis. Overall, similar bands of the two synthesis silica nanoparticles were observed in FTIR, while XRD spectra showed differences in the preferential growth in AuNPs depending on the synthesis. Higher antibacterial activity was observed against S. aureus, which was followed by L. monocytogenes. No differences were observed in the antibacterial activity between the two different sol-gel methods.One of the most important analytical techniques available to today's scientists is infrared spectroscopy. Infrared spectroscopy has the advantage of being able to study virtually every sample in virtually any state. With the right sampling method, liquids, solutions, pastes, powders, films, fibers, gases, and surfaces can all be tested. As a result of the improved instrumentation, a number of new sensitive techniques for examining previously intractable samples have been developed. The Fourier transform infrared (FTIR) method is a type of spectroscopy that can detect changes in the total composition of biomolecules by determining changes in functional groups. The vibration and rotation of molecules influenced by infrared radiation at a particular wavelength is measured using FTIR. This method identifies structural differences in molecular binding between entities, which can reveal details about the existence of their interactions. Transmittance FTIR, attenuated total reflectance (ATR–FTIR), and micro-spectroscopy FTIR are the most popular FTIR-based methods for characterization.
Attenuated total reflection
Characterization
Biomolecule
Fourier transform spectroscopy
Cite
Citations (22)
This paper reports a systematic investigation of the growth and attachment of small gold nanoparticles to the functionalized surfaces of larger silica nanoparticles. Dilution of the gold nanoparticles in mixtures of water and ethanol led to the self-assembly of gold nanoparticles in aggregates of regular size and shape attached to the surfaces of the silica nanoparticles. Functionalization of the surfaces of silica nanoparticles with different terminal groups had a profound influence over the coverage of gold nanoparticles and clusters. While the hydrophilic functional groups NH2 and SH bound the gold nanoparticles, hydrophobic functional groups such as CH3 and PPh2 did not. The coverage of the gold nanoparticles and clusters on the surfaces of the silica nanoparticles was evaluated using transmission electron microscopy.
Surface Modification
Cite
Citations (646)
Bagasse
Fourier transform spectroscopy
Cite
Citations (1)
ADVERTISEMENT RETURN TO ISSUEPREVArticleNEXTUnderstanding Why Researchers Should Use Synchrotron-Enhanced FTIR Instead of Traditional FTIRMichelle R. Stem View Author Information Department of Materials Science and Engineering, The University of Texas at El Paso, El Paso, TX 79968Cite this: J. Chem. Educ. 2008, 85, 7, 983Publication Date (Web):July 1, 2008Publication History Received3 August 2009Published online1 July 2008Published inissue 1 July 2008https://pubs.acs.org/doi/10.1021/ed085p983https://doi.org/10.1021/ed085p983research-articleACS PublicationsRequest reuse permissionsArticle Views532Altmetric-Citations8LEARN ABOUT THESE METRICSArticle Views are the COUNTER-compliant sum of full text article downloads since November 2008 (both PDF and HTML) across all institutions and individuals. These metrics are regularly updated to reflect usage leading up to the last few days.Citations are the number of other articles citing this article, calculated by Crossref and updated daily. Find more information about Crossref citation counts.The Altmetric Attention Score is a quantitative measure of the attention that a research article has received online. Clicking on the donut icon will load a page at altmetric.com with additional details about the score and the social media presence for the given article. Find more information on the Altmetric Attention Score and how the score is calculated. Share Add toView InAdd Full Text with ReferenceAdd Description ExportRISCitationCitation and abstractCitation and referencesMore Options Share onFacebookTwitterWechatLinked InRedditEmail Other access optionsGet e-Alertsclose SUBJECTS:Elements,Fourier transform infrared spectroscopy,Infrared light,Polymers,Quantum mechanics Get e-Alerts
Cite
Citations (8)
The development and theory of Fourier Transform Infrared (FTIR)microspectroscopy were introduced in this paper. And the application of FTIR microspectroscopy have been reviewed and introduced systematically to the study on High-Performance Fibers. Through some practical examples, the differences from the common FTIR spectroscopy and the characteristics of FTIR microspectroscopy have also been analysed.
Fourier transform spectroscopy
Cite
Citations (1)
Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy is one of the most common vibrational spectroscopic techniques used in biomaterials composition testing. In this chapter, we demonstrated how FTIR can be used for the analysis of the course of foreign body response (FBR) to a phycogenic bone substitute, in mice subcutaneous implantation model. We also examined how addition of blood to the bone substitute influences the FBR course. Natural apatite Algipore was analyzed prior to implantation, and 10 and 30 days after implantation using FTIR spectroscopy. Differences in the IR bands between different groups and time points were noticed in the FTIR spectra. Thirty days after implantation, the IR bands in the region approx. 3,600-1,300 cm−1 were assigned to newly generated protein collagen, which appeared to be more pronounced when biomaterial is combined with blood. Findings obtained by FTIR analysis correlate with our previous findings by other methods, which indicates that FTIR can be used in assessment of biomaterial-mediated tissue response and healing events.
Biomaterial
Cite
Citations (0)
Attenuated total reflection
Characterization
Biomolecule
Fourier transform spectroscopy
Cite
Citations (25)
Scanning electron microscopy generally requires specimen preparation which includes dehydration or drying and metal coating. This preparation is necessary for beam sensitive specimens or specimens that contain water and/or oil. This has been a necessary requirement for quality imaging with conventional scanning electron microscopes (SEMs). Recently with the development of variable-pressure SEMs (VP-SEMs), scanning electron microscopy of most specimens has become possible without the need of specimen preparation. Water-containing wet specimens can be examined at low temperatures at which water vaporization is suppressed and specimen artifacts due to water evaporation are minimized.
Vaporization
Metal coating
Cite
Citations (7)
Τα οργανικά απόβλητα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πολύτιμα λιπάσματα. Σε σύγκριση με τα συνθετικά λιπάσματα, προσφέρουν μια σειρά από οφέλη για το έδαφος, όπως αύξηση της περιεκτικότητας σε οργανική ουσία και βελτίωση της δομής του εδάφους και της ικανότητας συγκράτησης νερού. Τα οργανικά απόβλητα μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για άλλους σκοπούς, όπως η ανάκτηση ενέργειας μέσω παραγωγής αιθανόλης ή βιοαερίου. Υπάρχουν ήδη εργαστηριακές αναλύσεις που καθορίζουν τη χρησιμότητα των οργανικών αποβλήτων για αυτούς τους διαφορετικούς σκοπούς, αλλά στις περισσότερες περιπτώσεις οι δοκιμές συνεπάγονται υψηλό λειτουργικό κόστος και μεγάλες χρονικές περιόδους. Ως εκ τούτου, ο κύριος στόχος αυτού του έργου ήταν να αναπτύξει λιγότερο δαπανηρές και χρονοβόρες τεχνικές που θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν εν μέρει τις εργαστηριακές δοκιμές για τον προσδιορισμό της χρησιμότητας των οργανικών αποβλήτων. Σε αυτό το έργο δοκιμάστηκε η δυνατότητα μιας σχετικά νέας φασματοσκοπικής τεχνικής, της φωτοακουστικής φασματοσκοπίας υπερύθρου μετασχηματισμού κατά Fourier (FTIR-PAS), για τον χαρακτηρισμό της χημικής σύνθεσης και την πρόβλεψη της χρησιμότητας των οργανικών αποβλήτων. Η αρχή λειτουργίας της FTIR-PAS επιτρέπει την απόκτηση λεπτομερών φασμάτων πολύ σκοτεινών και αδιαφανών δειγμάτων (όπως κοπριά, βιοανθράκων, χώμα κ.λπ.) χωρίς προεπεξεργασία, κάτι που δεν είναι εφικτό με τις παραδοσιακές τεχνικές FTIR φασματοσκοπίας. Έχουν γραφτεί τέσσερις εργασίες που περιγράφουν λεπτομερώς τα αποτελέσματα αυτού του έργου.Στην πρώτη εργασία, διερευνήθηκε η ικανότητα της FTIR-PAS να προβλέπει το ανοργανοποιήσιμο κλάσμα άνθρακα ενός πολύ διαφορετικού συνόλου δειγμάτων οργανικών αποβλήτων. Καταγράφηκαν τα φάσματα των δειγμάτων και εντοπίστηκαν χαρακτηριστικές κορυφές κάθε τύπου οργανικών αποβλήτων, καθώς και κορυφές/δείκτες του σταδίου αποσύνθεσής τους. Η συσχέτιση αυτών των φασμάτων με τις τιμές ανοργανοποίησης του άνθρακα (που ελήφθησαν μετά την επώαση μιγμάτων εδάφους-οργανικών αποβλήτων για 91 ημέρες) επέτρεψαν τη βαθμονόμηση ενός μοντέλου που προέβλεπε το ανοργανοποιήσιμο κλάσμα άνθρακα. Οι προβλέψεις ήταν παρόμοιες ή καλύτερες από τις προβλέψεις που έγιναν προηγουμένως χρησιμοποιώντας φασματοσκοπία εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας (NIR), με τιμές R2 του μετρούμενου έναντι του προβλεπόμενου ανοργανοποιήσιμου κλάσματος C να κυμαίνονται μεταξύ 0,70 και 0,78. Ενώσεις όπως καρβοξυλικά οξέα, καρβοξυλικά και πολυσακχαρίτες βρέθηκαν να συνδέονται θετικά με το ανοργανοποιήσιμο κλάσμα C.Η δεύτερη εργασία διερεύνησε την ικανότητα του FTIR-PAS να αναλύει την ειδογένεση του φωσφόρου των βιοαπανθράκων που παράγονται από οστεάλευρα και το στερεό κλάσμα του χωνεμένου κοπριάς. Το πλεονέκτημα της FTIR-PAS στα πολύ σκοτεινά (μαύρα) δείγματα ήταν προφανές και τα φάσματα FTIR-PAS περιείχαν περισσότερες πληροφορίες (χαρακτηριστικά) σε σύγκριση με τα εξασθενημένα φάσματα ATR-FTIR των ίδιων δειγμάτων. Η διάκριση των ειδών φωσφόρου, με βάση τις χαρακτηριστικές κορυφές των πιο κοινών φωσφορικών αλάτων που είχαν προηγουμένως καταγραφεί με το FTIR-PAS, ήταν επίσης εφικτή για βιοάνθρακες που παράγονται στους 600 oC και άνω, επειδή η παρεμβολή από οργανικά συστατικά εκτός των αρωματικών ενώσεων μειώθηκε σημαντικά. Η ειδογένεση P επηρεάστηκε σημαντικά από τη θερμοκρασία πυρόλυσης των βιοανθράκων που παράγονται από το στερεό κλάσμα των χωνεμένων προϊόντων (φωσφορικό ασβέστιο υπήρχε σε όλες τις θερμοκρασίες σε διαφορετικές μορφές, ενώ υπήρχε σχηματισμός φωσφορικών σιδήρου, στρουβίτη και βαρισίτη σε υψηλότερες θερμοκρασίες πυρόλυσης), ενώ η ειδογένεση επηρεάστηκε ελάχιστα στους βιοάνθρακες που παράγονται από οστεάλευρα, τα οποία στην πρώτη περίπτωση ήταν κυρίως φωσφορικά άλατα ασβεστίου.Η τρίτη και η τέταρτη εργασία διερεύνησαν τη χρησιμότητα των οργανικών αποβλήτων για την ανάκτηση ενέργειας. Το FTIR-PAS μπόρεσε να βαθμονομήσει ένα μοντέλο που παρείχε πολύ καλές προβλέψεις για το βιοχημικό δυναμικό μεθανίου (για παραγωγή βιοαερίου) διαφόρων ειδών φυτικής βιομάζας. Επιπλέον, ήταν δυνατό να αναπτυχθεί ένα μοντέλο για την πρόβλεψη της απελευθέρωσης σακχάρων κατά την παραγωγή βιοαιθανόλης από ένα μεγάλο σύνολο δειγμάτων (1122 δείγματα) χειμερινών ποικιλιών αχύρου σίτου. Η προγνωστική ισχύς και η ακρίβεια των μοντέλων ήταν παρόμοια ή μεγαλύτερη από τα μοντέλα που βαθμονομήθηκαν με χρήση NIR. Επιπλέον, εντοπίστηκαν οι ενώσεις που συνέβαλαν στο δυναμικό βιοαερίου και στην απελευθέρωση σακχάρων. Και στις δύο περιπτώσεις, η κρυσταλλικότητα της κυτταρίνης ήταν μείζονος σημασίας για τη δυνατότητα ανάκτησης ενέργειας, ενώ η λιγνίνη εμπόδιζε την απελευθέρωση σακχάρων και βιοαερίου.
Photoacoustic Spectroscopy
Cite
Citations (0)