Green synthesis of iron oxide nanoparticles (Fe3O4) by extract of aerial organs of Russian knapweed (Acroptilon repens L.)

Document Type : Research Paper

Authors

1 PhD. Student, Department of Agronomy and Plant Breeding, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.

2 Professor of Weed Science University of Mohaghegh Ardabili I.R. of Iran.

3 Professor, Department of Chemistry, Faculty of Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.

4 Ph.D student, Department of Chemistry, Faculty of Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.

Abstract

Nanoscale science and technology the production of matter in nanometer dimensions and exploitation of its properties in modern systems. Today, one of the most efficient methods of nanoparticle synthesis is the method of green synthesis or biosynthesis of nanoparticles by plants. The purpose of this study was to synthesize and develop a green method for the preparation of iron nanoparticles. In this study, iron nanoparticles were synthesized in a process by the extract of Russian knapweed (Acroptilon repens L.) which containing phenolic compounds. The extract of the plant was obtained by maceration method. The co-precipitation method was used to prepare iron nanoparticles with the extract of Acroptilon repens L. The samples were analyzed by Thermo Gravimetric Analysis (TGA), Fourier transform infrared (FT-IR), Vibrating Sample Manetometer (VSM), Scanning Electron Microscope (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD). In Spectrophotometric analysis, the presence of a peak in the range of 490 to 600 nm indicates the biological synthesis of these nanoparticles with extract of Acroptilon repens. The size and morphology of biologically synthesized nanoparticles were determined by scanning electron microscopy, and it was found that the shape of the polygonal and round particles and their average size are about 39 to 50 nanometers. The results of X-ray diffraction analysis also showed the nanocrystals synthesized extract of Acroptilon repens. According to the results, it can be said that the polyphenolic compounds in the Acroptilon repens. extract were acted as iron-metal reducing agents, and also as a complexing agent synthesize iron nanoparticles and make them sustainable

Keywords

Main Subjects

سنتز سبز نانوذرات اکسید آهن (Fe3O4) با استفاده از عصاره آبی اندامهای هوایی گیاه تلخه (Acroptilon repens L.)

لیلی نباتی سوها1، محمدتقی آل ابراهیم1*، عزیز حبیبی ینگجه2 و سولماز فیض پور2

1 ایران، اردبیل، دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، گروه مهندسی تولید و ژنتیک گیاهی

2 ایران، اردبیل، دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده علوم پایه، گروه شیمی

تاریخ دریافت: 03/06/1399          تاریخ پذیرش: 03/04/1400

چکیده

علم و فناوری نانو تولید ماده در ابعاد نانومتری و بهره برداری از خواص آن در سامانه­های نوین است. امروزه یکی از کارآمدترین روشهای سنتز نانوذرات، روش سنتزسبز یا بیوسنتز نانوذرات توسط گیاهان می­باشد. هدف از انجام این تحقیق نیز سنتز و توسعه یک روش سبز جهت تهیه نانوذرات آهن می­باشد. در این پژوهش، نانوذرات اکسید آهن در یک فرآیند به وسیله عصاره اندامهای هوایی گیاه تلخه (Acroptilon repens L.) که دارای ترکیبات فنولی می­باشد سنتز شد. عصاره گیاه با روش ماسراسیون (خیساندن) به دست آمد. برای تهیه زیستی نانوذرات آهن با عصاره تلخه از روش هم­رسوبی استفاده شد. نمونه های به دست آمده توسط آنالیزهای توزین حرارتی (TGA)، سنجش مغناطیسی نمونه ارتعاشی (VSM)، طیف سنجی مادون قرمز (FTIR)، پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. تغییر رنگ در محلول و ته نشین شدن رسوبات قهوه­ای رنگ در انتهای ظرف، تأیید کننده موفقیت آمیز بودن سنتز سبز نانوذرات آهن بود. در آنالیز طیف سنجی وجود پیک در محدوده 490 تا 600 نانومتر، حاکی از سنتز زیستی این نانوذرات با عصاره گیاه تلخه می­باشد. اندازه و مورفولوژی نانوذرات سنتز شده به روش زیستی توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی تعیین شد و مشخص گردید که شکل ذرات چند وجهی و گرد و اندازه متوسط آنها در حدود 39 تا 50 نانومتر است. همچنین نتایج آنالیز پراش اشعه ایکس، نانوکریستالهای سنتز شده به وسیله عصاره تلخه را نشان داد. با توجه به نتایج به دست آمده می­توان گفت که ترکیبات پلی فنولی موجود در عصاره­ تلخه به عنوان عامل کاهنده یون فلز آهن عمل کرده، همچنین به عنوان عامل کمپلکس کننده هم موجب سنتز نانوذرات آهن و هم موجب پایداری آن­ها می­شوند.

واژه های کلیدی: فناوری نانو، بیوسنتز، عصاره آبی، علف­هرز، روش هم­رسوبی.

* نویسنده مسئول، تلفن 04531505012 ، پست الکترونیکی: m_ebrahim@uma.ac.ir

مقدمه

 

فناوری نانو یکی از پویاترین، پیشرفته­ترین و مهم­ترین علوم موجود در جهان است که ظرفیتهای بالا، کارآمد و فراوانی برای استفاده در علوم مختلف ازجمله پزشکی، کشاورزی و محیط­زیست دارد (19و 45). این فناوری توانایی ساخت، کنترل و استفاده از مواد در ابعاد نانومتری با خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاص است که آنها را از ذرات همان ترکیب متمایز می­سازد (27). مواد نانو ویژگیهای جالب توجه زیادی دارد که از بین آنها می­توان به: سبک و کوچک بودن آنها، سرعت انحلال و پراکندگی آنها، استفاده در مقادیر کم، چند کاربردی بودن و صرفه جویی در مواد مصرفی اشاره کرد (13 و 27). تهیه و ایجاد ذرات در اندازه نانو موجب افزایش نسبت سطح به حجم می­شود که این امر امکان واکنش آنها با مولکولهای آلی و غیر آلی را بیشتر می­کند (63). دامنه وسیعی از پلیمرهای سنتزی و طبیعی می­توانند برای آماده سازی نانوذرات مورد استفاده قرار بگیرند (44). در سالهای گذشته سنتز ذرات آهن در اندازه نانو (1تا 100 نانومتر) مورد توجه قرار گرفته است (57). نانو ذرات اکسید آهن به دلیل ویژگیهای خاص از جمله خصوصیات مغناطیسی و واکنش پذیری بالا دارای کاربردهای گسترده­ای می­باشند (17 و 54). پژوهشهای اخیر در مورد خواص مغناطیسی نانو ذرات آهن نشان داده است که این نانو ذرات می­توانند فعالیتهای گسترده و زیادی در زمینه­هایی مثل پزشکی، کشاورزی و محیط زیست داشته باشند (25، 36 و 58). برای تولید نانوذرات بیشتر از روشهای فیزیکی و شیمیایی استفاده می­شود (16). از معایب این روشها می­توان به استفاده از مواد سمی و مضر در این روشها، اتلاف انرژی زیاد، زمان­بر بودن، خطرناک بودن برای محیط زیست و انسان، تولید کم نانوذرات و صرف هزینه زیاد اشاره کرد (16 و 29). از این رو دستیابی به روشی با بازده بالا، کم هزینه، بدون تولید مواد سمی و بدون آسیبهای زیست محیطی مورد توجه قرار گرفته است. یکی از روشهای مورد توجه برای تولید نانوذرات، تولید به روش زیستی است (43 و 48). از جمله موادی که در تولید زیستی نانو ذرات کاربرد دارد عبارت است از گیاهان، عصاره­های گیاهی، بیوماس گیاهی، جلبکها، قارچها و میکروارگانیسمها (48 و 55). استفاده از گیاهان به دلیل سازگاری زیاد با محیط زیست، فراوانی، نیاز نداشتن به شرایط و مواد غذایی خاص برای رشد به طور گسترده­ای برای تولید نانو ذرات به کار گرفته می­شود (10 و 59). بسیاری از بیومولکولهای موجود در گیاهان مانند پلی­فنولها، فلاوونوئیدها، اسیدهای­آمینه، پلی­ساکاریدها، آلکالوئیدها، ترکیبات الکلی، ویتامینها و پروتئینها می­توانند در کاهش زیستی، تشکیل و تثبیت نانوذرات نقش داشته باشند (52). امروزه استفاده از عصاره­های گیاهی برای سنتز سبز نانوذرات توسعه یافته است تا نانوذراتی سازگار با محیط زیست و ارزان قیمت تولید شود (46). از جمله گیاهانی که می­توان از آن برای سنتز نانو ذرات استفاده کرد گیاه تلخه می­باشد (14 و 33).

گیاه تلخه با نام علمی Acroptilon repens L. چندساله، علفی، از خانواده آستراسه و بومی آسیا از جمله ایران است. توان رقابتی بالای تلخه به دلیل داشتن ترکیبات آللوپاتیک و سازگاری اکولوژیکی زیاد، این گیاه را به عنوان علف هرز مهاجم در جهان معرفی کرده است (2، 11 و 50). تلخه دارای ترکیبات شیمیایی فنولی همچون سزکوئی ترپن­، فلاونوئید، 8-7 بنزوفلاوین و کاتچین است (12، 26، 50 و 56). با توجه به نکات گفته شده استفاده از عصاره گیاهان که دارای ترکیبات فنولی هستند می­تواند باعث کاهش یونهای آهن و عامل کمپلکس کننده عمل کرده و باعث سنتز نانوذرات آهن شوند (22). در مطالعات اخیر از علف­هرز تلخه برای سنتز سبز نانو ذرات نقره استفاده شده است که گزارش حاصل از این تحقیق نشان دهنده موفقیت آمیز بودن سنتز سبز نانوذرات نقره با استفاده از این گیاه بوده است (5). هدف از این مطالعه استفاده از عصاره اندامهای هوایی گیاه تلخه به منظور سنتز سبز نانوذرات آهن بود.

مواد و روشها

این تحقیق به‌منظور بررسی سنتز سبز نانوذرات آهن با عصاره آبی اندام­هوایی تلخه در سال 1398 در آزمایشگاههای علف­هرز و شیمی فیزیک دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی و علوم پایه دانشگاه محقق اردبیلی اجرا شد.

تهیه عصاره آبی تلخه: به‌منظور تهیه و آماده‎سازی مواد موردنیاز برای انجام آزمایش، اندام هوایی علف­هرز تلخه در مرحله قبل از گلدهی از یک زمین با آلودگی شدید به تلخه در اردبیل جمع‌آوری گردید. گیاه جمع‌آوری ‌شده به آزمایشگاه علفهای­هرز منتقل و در آون با دمای 60 درجه سانتی‌گراد به مدت 72 ساعت خشک شد. نمونه‌های خشک شده توسط آسیاب پودرشد. برای تهیه عصاره آبی از روش ماسراسیون (خیساندن) استفاده شد. مقدار 100، 150 و 200 گرم پودر تلخه را داخل ارلنهای جداگانه ریخته و سپس مقدار مشخصی آب مقطر دو بار تقطیر شده به آنها اضافه شد تا حجم نهایی به 1000 میلی­لیتر برسد. سپس به مدت 24 ساعت روی دستگاه شیکر با دمای 25 درجه سانتی گراد قرار داده شدند. عصاره­های به دست آمده با استفاده از کاغذ صافی واتمن صاف شدند. در مرحله آخر عصاره­های صاف شده با دور rpm5000 و به مدت 15 دقیقه سانترفیوژ شد و محلول رویی به عنوان عصاره خالص جدا شده و جهت انجام آزمایش در دمای 4 درجه سانتی­گراد نگهداری شدند (1و 3)(شکل1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 1- مراحل عصاره گیری از گیاه تلخه (Acroptilon repense L.)

 

سنتز نانوذرات اکسید آهن با عصاره گیاه تلخه: برای تهیه Fe3O4 به روش هم­رسوبی (30 و 41)، ابتدا آب مورد نیاز توسط دمیدن گاز نیتروژن به مدت 20 دقیقه گاززدایی شد. مقدار مشخصی از عصاره تلخه به این محلول اضافه گردید. سپس 1/13 میلی­لیتر از محلول آمونیاک 33 درصد به سوسپانسیون اضافه گردید. در یک بشر، 476/0 گرم از FeCl3.6H2O توسط ترازوی دیجیتال با دقت 001/0 توزین و در 20 میلی­لیتر آب گاززدایی شده حل ­شد (محلولA ). در یک بشر دیگر، 166/0 گرم FeCl2.4H2O توسط ترازوی دیجیتال با دقت 001/0 توزین و در محلولی که شامل 5 میلی­لیتر آب گاززدایی شده و 8/0 میلی­لیتر HCl دو مولار است، حل ­شد (محلول B). سپس در شرایطی که گاز نیتروژن به درون ظرف دمیده شده و محتویات ظرف تحت همزدن مکانیکی قرار داشت، با استفاده از یک قطره‌چکان، محلولهای A و  Bبه صورت قطره قطره به محلول داخل ظرف اضافه شد. بلافاصله رسوب قهوه­ای رنگی در انتهای ظرف تشکیل شد. تغییر رنگ در محلول و ته نشین شدن رسوبات، تأیید کننده سنتز سبز نانوذرات آهن بود. سوسپانسیون بعد از 30 دقیقه همزدن در دمای اتاق به مدت یک ساعت رفلاکس شد. محلول قهوه­ای رنگ حاصل سانتریفیوژ شده و رسوبات به دست آمده دو بار با آب و اتانول شسته شده و به مدت 24 ساعت در آون در دمای 60 درجه سانتی­گراد خشک گردید (شکل2). تکنیکهای اساسی به منظور بررسی و تعیین ویژگیهای نانو ذرات شامل تجزیه و تحلیل وزن سنجی حرارتی (TGA)( Thermal Gravimetric Analysis)، مگنتومتری ارتعاشی (VSM)( Vibrating Sample Magnetometer)، طیف سنجی مادون قرمز (FT-IR)( Fourier Transform Infrared Spectroscopy)، پراش اشعه ایکس (XRD)( X-ray Diffraction) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)( Scanning Electron Microscope) است. (14 و 23). نمونه­های به دست آمده توسط این آزمونها آنالیز و مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. آنالیزهای وزن سنجی حرارتی نمونه­ها توسط دستگاهLinseis STAPT1000 با حرارت دهی تحت اتمسفر هوا از دمای اتاق تا 700 درجه سانتی گراد، با سرعت حرارت دهی 10 درجه سانتی گراد در هر دقیقه به دست آمده­اند. وزن سنجی حرارتی یا وزن سنجی گرمایی (Thermogravimetric Analysis)، با نامهای اختصاری TA یا TGA، ساده­ترین روش آنالیز حرارتی ست که در آن تغییرات جرم نمونه بر اثر حرارت دادن یا سرد کردن برای شناسایی و اندازه گیری فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی به کار می­رود. با استفاده از روش تجزیه گرماوزنی (TGA) می­توان تغییرات جرم ماده را به عنوان تابعی از دما یا زمان ثبت نمود. در روش آنالیز وزن سنجی حرارتی یا آنالیز TGA به صورت پیوسته کاهش یا افت وزن در اثر تجزیه یا از دست دادن آب و همینطور افزایش وزن به دلیل جذب یا اکسید شدن اندازه گیری می­شود.

ویژگیهای مغناطیسی نمونه­ها با استفاده از دستگاه مغناطیس سنج مدل VSM به دست آمده­اند. آنالیز VSM، مغناطیس سنج نمونه ارتعاشی (Vibrating Sample Magnetometer) اصلی­ ترین روش برای مطالعه خواص مغناطیسی مواد است. رفتار مغناطیسی مواد مختلف دیامغناطیس، پارامغناطیس، فرومغناطیس و غیره، در شکلهای مختلف پودر، جامد، فیلم نازک، تک بلور، مایع و غیره، به کمک VSM با رسم منحنی پسماند، قابل اندازه‌گیری است. این آنالیز با استفاده از دستگاه Meghnatics Kavir Kashan  انجام شده است.

آنالیز FTIR، آنالیز طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (Fourier Transform Infrared spectrometer) برای بررسی پیوندهای شیمیایی و گروههای عاملی استفاده می‌شود با استفاده از این آنالیز می­توان به راحتی گروههای عاملی مواد را شناسایی کرد. این آنالیز با استفاده از دستگاه Perkin Elmer Spectrum RX I apparatus انجام شده است.

آنالیزXRD ، پراش پرتو ایکس (X-ray Diffraaction) برای تعیین ساختار کریستالی مواد سنتز شده مورد استفاده قرار می­گیرد. الگوهای پراش پرتو ایکس نمونه­ها با استفاده از دستگاه  Philips Xpert X-ray diffractometer  و تابش kαCu با طول موج 5406/1 آنگستروم و با سرعت روبش ˚/min1 در محدوده 2q از°10 تا °80 تهیه گردیدند.

آنالیزSEM ، میکروسکوپ روبشی الکترونی (Scanning Electron Microscopy) جهت تصویربرداری از نمونه و تعیین ویژگیهای سطحی و مورفولوژی آن استفاده می­شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 2- مراحل سنتز نانوذرات آهن (Fe3O4) با عصاره گیاه تلخه (Acroptilon repense L.)

 

نتایج

- تفسیر نتایج به دست آمده از آنالیزTGA : حضور گروههای آلی عصاره گیاهی در سطح نانوذرات سنتز شده به روش زیستی توسط آنالیز توزین حرارتی در شکل (3) نشان داده شد. تفاوت از دست دادن وزن 4 نمونه حاکی از تفاوت در پایداری حرارتی نمونه­ها تا دمای700 درجه سانتی­گراد می­باشد. با حرارت دادن Fe3O4 خالص تا 700 درجه سانتی‌گراد، حدود 10 درصد کاهش وزن مشاهده می­شود و در برابر افزایش دما افت وزنی چشمگیری نشان نمی­دهد و ثبات گرمایی قابل ملاحظه­ای دارد، که این امر به دلیل نبود ترکیبات فرار در Fe3O4 خالص است. در این نمونه­ها افت وزنی که تا دمای 200 درجه سانتی گراد رخ می­دهد مربوط به از دست دادن مولکولهای آب جذب شده توسط ذرات می­باشد (41).

نمودار رفتار گرمایی نانوذرات آهن تهیه شده با عصاره خالص 10 درصد تلخه به روش زیستی تقریباً مشابه با آهن خالص است. اما کاهش وزن این نانو ذرات مقداری بیشتر از آهن خالص بوده و از همان ابتدای گرما دهی شروع و تا دمای 700 درجه سانتی­گراد با شیب ملایمی ادامه پیدا کرده است. دو کاهش وزن در نمودارهای آنالیز توزین حرارتی مربوط به نانوذرات آهن تهیه شده با عصاره خالص 15 درصد و 20 درصد تلخه نشان داده شد که مشابه هم بود. اولین کاهش وزن در این دو نمونه تا 200 درجه سانتی­گراد به صورت تدریجی رخ داد که مربوط به از دست دادن مولکولهای آب جذب شده می­باشد. دومین کاهش وزن در این نمونه­ها در محدوده 200 تا 700 درجه سانتی­گراد می­باشد که با شدت زیادی اتفاق افتاده است و این به دلیل تخریب مولکولهای فعال گیاهی است. به عبارتی با سنتز سبز نانوذرات آهن پایداری گرمایی آنها کاهش پیدا می­کند. در بین نمونه­ها بعد از آهن خالص، نانوذرات آهن تهیه شده با عصاره 10 درصد تلخه نسبت به نمونه های دیگر در برابر گرمادهی از خود مقاومت بیشتری نشان داده است، که دلیل آن را می­توان به پایین بودن مقدار ترکیبات موجود در عصاره اشاره کرد. به طور کلی نتایج TGA نشان داد که عصاره گیاه تلخه در سطح نانوذرات آهن وجود دارد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 3- نمودارهای TGA مربوط به نانوذرات آهن تهیه شده با عصاره گیاه تلخه به روش زیستی

 

- بررسی نتایج حاصل از آنالیز VSM: رفتار مغناطیسی مواد مختلف دیامغناطیس، پارامغناطیس، فرومغناطیس و غیره، در شکلهای مختلف پودر، جامد، فیلم نازک، تک بلور، مایع و غیره، به کمک دستگاه VSM قابل اندازه گیری است (51). خواص مغناطیسی نمونه Fe3O4 و نانوذرات آهن تهیه شده با عصاره تلخه با استفاده از آنالیز VSM در دمای اتاق توسط میدان اعمال شده Oe 9000 اندازه گیری شد (شکل4). در حضور عصاره تلخه غیرمغناطیسی، مغناطیس ‌پذیری اشباع نمونه Fe3O4 کاهش پیدا کرد. مغناطیس پذیری نانوذرات آهن تهیه شده با عصاره 10درصد و 15 درصد تقریباً با هم مشابه بوده و نسبت به Fe3O4 به ترتیب از  emu g-1 5/55 به emu g-1 8/22 و emu g-122 کاهش یافت (38). مغناطیس پذیری نانوذرات آهن تهیه شده با عصاره 20 درصد نسبت به غلظتهای کمتر کاهش بیشتری داشت به طوری که بهemu g-1  59/2 رسید. با این‌حال، همانطور که در شکل دیده می­شود نانوذرات تهیه شده همچنان از لحاظ مغناطیسی به اندازه‌ کافی قوی بوده و می­توان آن را با اعمال یک میدان مغناطیسی به آسانی از محلول جدا کرد. بنابراین می توان گفت که ذرات سنتز شده همگی در دما­ی اتاق سوپرپارامغناطیس می باشند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 4- نمودارهای VSM مربوط به نانوذرات آهن تهیه شده با عصاره گیاه تلخه به روش زیستی

 

 

- بررسی نتایج حاصل از آنالیزهای طیف FT-IR : طیف سنجی  FT-IRبر اساس جذب تابش و بررسی جهشهای ارتعاشی مولکولها و یونهای چند اتمی صورت می­گیرد. طیف سنجی مادون قرمز ابزاری جهت مطالعه وضعیت پیوندها و ریز ساختار مواد در شیمی آلی است که برای بررسی باند­های هیدروژنی و دیگر واکنشها و قابلیت آمیختن پلیمرها می­باشد (64). به منظور شناسایی گروههای عاملی عصاره تلخه که بر روی سطح نانوذرات آهن اتصال دارند و همچنین برای تأیید تشکیل نانوذرات، طیف FT-IR مربوط به نمونه­های عصاره خالص تلخه،  Fe3O4 خالص و نانوذرات آهن تهیه شده با عصاره خالص تلخه در شکل 5 مورد مطالعه قرار گرفت. پیکهای جذبی پهنی که در نمودارها در ناحیهcm-1 3200 تا  cm-13600 مشاهده می­گردد که ناشی از ارتعاشات کششی گروههای O-H و مولکولهای آب جذب شده بر روی سطح نانوذرات و عصاره می­باشد (6 و 21). باندهای موجود در  cm-11624 مربوط به گروه­های O-H موجود در ترکیبات فنولی و عصاره می­باشد. در طیف مربوط به نانوذرات Fe3O4 تهیه شده با عصاره تلخه پیکهای جذبی در نواحی  cm-11052 مربوط به ارتعاشات کششی C-O (گروههای اتری)، در ناحیه  cm-11448 مربوط به ارتعاشات کششی C-N، در ناحیه cm-1 1618 مربوط به ارتعاشات C=C مشاهده می­شود (18، 21 و 37). باند جذبی که در محدوده عدد موجی cm-1 490 و cm-1 600 دیده می­شود ناشی از باند ارتعاشیFe-O  موجود در مگنتیت و نانوذرات سنتز شده می­باشد (24، 61 و 62).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 5- نمودارهای FT-IR مربوط به نانوذرات آهن تهیه شده با عصاره گیاه تلخه به روش زیستی

 

 

- بررسی خصوصیات سنتز نانوذرات آهن با استفاده از الگوی XRD : ساختار فازی و خلوص نمونه­های به دست آمده به­ کمک الگوهای XRD مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج در شکل (6) نشان داده شده است. طبق الگوی XRD به دست آمده، پیکهای مشخصی که در 26=q2، 30=q2، 35=q2، 43=q2، 49=q2، 56=q2 و 62=q2 وجود دارد سنتز زیستی نانوذرات آهن را نشان می­دهد. پیکهای بدست آمده نشان می­دهد که نانوذرات آهن دارای ساختار کریستالی مکعبی هستند و با مرجع JCPDS به شماره 1610-75 مطابقت دارد (60). در مقایسه با نانوذرات آهن خالص، نانوذرات آهن سنتز شده به روش زیستی پیک یا شکل خیلی متفاوتی نشان نمی­دهند. این نشان می­دهد که عصاره تأثیری روی ساختار بلوری و کریستالی نانوذرات ندارد. علاوه بر این، هیچ گونه پیک مربوط به ناخالصی مشاهده نشده است که بیانگر خلوص بالای ترکیبات تهیه شده است.

- بررسی مورفولوژی نانوذرات تهیه شده با استفاده از تصاویرSEM  : برای پی بردن به شکل نانوذرات، توزیع نانوذرات و تخمین اندازه نانوذرات آهن تهیه شده با عصاره تلخه در ابعاد میکرو و نانو، نانو ذرات تهیه شده توسط دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد بررسی و تجزیه قرار گرفتند که نتایج مطلوبی مشاهده گردید (شکل7). بهترین تکنیک برای بررسی سطح نانوذرات به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی است. همان طور که مشاهده می­شود نانوذرات Fe3O4 از گستره توزیع نسبتاً مناسبی برخوردارند. بر اساس تصویر به دست آمده متوسط اندازه ذرات برای Fe3O4 خالص حدود 50 نانومتر تخمین زده شد که کروی شکل و به صورت توده­های زنجیر مانند هستند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل6- نمودارهای XRD مربوط به نانوذرات آهن تهیه شده با عصاره گیاه تلخه به روش زیستی

 

با توجه به شکلهای به دست آمده عصاره تلخه بر روی نانوذرات آهن توزیع شده­اند و همچنین نانوذرات سنتز شده به روش زیستی با استفاده از عصاره گیاه تلخه اندازه کوچکتری نسبت به نانوذرات آهن خالص دارند اما خصوصیات مغناطیسی خود را حفظ می­کنند، که این کاهش اندازه را می­توان به حضور ترکیبات فعال آلی موجود در عصاره نسبت داد که در زمان سنتز به سطح نانوذرات متصل شده­ و مانع از افزایش اندازه ذرات و تجمع آنها می­شود­ (40). بر اساس نتایج حاصل شده میانگین ابعاد نانوذرات سنتز شده با عصاره 10 درصد تلخه 56 نانومتر، 15 درصد تلخه 46 نانومتر و 20 درصد تلخه 39 نانومتر گزارش شد (شکل7). می­توان گفت قطر نانو ذرات آهن به دست آمده در این مطالعه نسبت به سایر مطالعات انجام شده، مشابه و به طور نسبی از اندازه مطلوبی برخوردار است. بنابراین نانوذرات Fe3O4 با موفقیت و با استفاده از عصاره گیاه تلخه به عنوان عامل کاهش دهنده و تثبیت کننده سنتز شدند.

بحث

تهیه و سنتز زیستی نانو ذرات با تأیید اندازه و شکل در روشهای مختلفی ارائه شده و از اهمیت فراوانی برخوردار است (15). گیاهان زیادی وجود دارند که قابلیت تولید و سنتز نانو ذرات و استفاده در صنعتهای ارزشمند و گران بها را دارند ولی هنوز ناشناخته باقی مانده­اند (9 و 42). فرآیند احیای یونهای فلزی و سنتز نانو ذرات، به وسیله متابولیت­های اولیه و ثانویه­ای مانند آنتی اکسیدانها، فلاونوئیدها، فلاونها، ایزوفلاونها، آنتی سیانیدینها، ایزوتیوساناتها، کاروتنوئیدها و پلی فنولها که در عصاره گیاهی وجود دارند صورت می­گیرد (4). به نظر می­رسد که عصاره­های گیاهی دارای سازگاری خوبی با محیط زیست هستند، به طوری که می­توان از این پروتکل برای تولید سریع نانوذرات مغناطیسی آهن استفاده کرد که این روش، روشی ساده، سبز و کارآمد برای سنتز نانو ذرات مغناطیسی در دمای اتاق بدون استفاده از هیچ گونه ماده کاهش دهنده، مضر و عامل بازدارنده است (21). به طور کلی مزیت تولید نانو ذرات به روش سبز، بر سایر روشهای زیستی به دلیل بی­خطر بودن و همچنین قابلیت بالای گیاهان است که بسیار قابل اعتمادتر و سالم تر از باکتری، قارچ و مخمر برای تولید نانوذرات است (34).

 

 

 

(A)

(B)

(C)

(D)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل7- تصویر میکروسکوپ SEM از نانوذرات آهن. (A   Fe3O4 خالص   (B نانوذرات آهن تهیه شده با عصاره 10 درصد تلخه

    (C نانوذرات آهن تهیه شده با عصاره 15 درصد تلخه   (D نانوذرات آهن تهیه شده با عصاره 20 درصد تلخه

 

 

همچنین گیاهان به دلیل فراوانی و عدم نیاز به شرایط و مواد غذایی خاص برای رشد گزینه مناسبی برای تولید نانوذرات به روش زیستی محسوب می­شود (8). مطالعات قبلی در مورد نانوذرات آهن نشان داد که عصاره­­های گیاهی می­تواند موجب سنتز سبز نانوذرات آهن شود (31، 51، 53 و 61). در این مطالعه با استفاده از اصول سنتز سبز و برخلاف روشهای شیمیایی نانوذرات آهن به روش هم رسوبی و با استفاده از عصاره آبی زیست توده اندامهای هوایی گیاه تلخه سنتز شد. نانوذرات آهن به دلیل داشتن مساحت سطحی بالا و دارا بودن گروههای عاملی به طور موثری قادر به ترکیب شدن با عصاره گیاهی تلخه می­باشد. گیاه تلخه دارای ترکیبات شیمیایی فنولی همچون سزکوئی ترپن­، فلاونوئید، 8-7 بنزوفلاوین و کاتچین است (12و 50). ترکیبات پلی فنولی موجود در عصاره تلخه به عنوان عامل کاهنده یون فلز آهن عمل کرده، همچنین به عنوان عامل کمپلکس کننده هم موجب سنتز نانوذرات آهن و هم موجب پایداری آنها می­شوند. در این پژوهش می­توان گفت که علف­هرز تلخه قابلیت سنتز نانو ذرات اکسید آهن را دارا می­باشد و با توجه به این که تاکنون استفاده از این گیاه به منظور کاهش زیستی یونهای آهن گزارش نشده است، نتایج حاصل از این تحقیق کارکرد خوب این گیاه را برای اولین بار به وضوح نشان می­دهد. برای عصاره­گیری از برگ خشک گیاه استفاده شد، زیرا طبق مطالعات انجام شده برگ خشک گیاهان ظرفیت آنتی اکسیدانی بالاتری نسبت به برگهای غیرخشک دارند (47). سنتز موفقیت آمیز نانوذرات اکسید آهن کپسوله شده با مولکولهای فعال گیاه تلخه به روش هم رسوبی با استفاده از آنالیز­های TGA، VSM، FTIR، XRD و SEM مشخص گردید.

در آزمایش حاضر نانوذرات سنتز شده به این روش توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی آنالیز گردید که با توجه به تصاویر به دست آمده نانوذرات حاصل دارای میانگین ابعاد 39 تا 50 نانومتر بودند. درمطالعه­ای نانو ذرات آهن با استفاده از عصاره چای سبز سنتز شدند و ساختارشناسی و آنالیزهای صورت پذیرفته بر روی این نانو ذرات به وضوح نشان داد که نانو ذرات سنتز شده دارای ابعادی در محدوده 15 تا 50 نانومتر بوده­اند (7). در مطالعه دیگری با توجه به تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی بیان شد که در سنتزسبز نانوذرات آهن با عصاره آبی برگ چای سبز نانوذرات تولید شده کروی شکل بوده و قطر آنها حدود 116 نانومتر می­باشد (28). همچنین در سنتز نانوذرات آهن توسط عصاره برگ چریش (Azadirachta indica)، به وسیله تصاویر  SEM اثبات شد که نانوذرات آهن کروی بوده و قطری در حدود 100 نانومتر دارند (49). در آزمایشی که سنتز نانوذرات آهن با عصاره گیاه نعنا بود اندازه نانوذرات با میکروسکوپ الکترونی روبشی آنالیز و محاسبه شد. بر اساس داده­های به دست آمده میانگین اندازه نانوذرات 04/30 نانومتر مشخص گردید (6). در یک آزمایش دیگر که توسط گیاه Mikania mikrantha انجام گرفت مشخص شد که نانوذرات سنتز شده به طور میانگین دارای ابعاد 27/20 نانومتر بوده­اند (65). بدین ترتیب می­توان گفت قطر نانو ذرات آهن به دست آمده در این مطالعه نسبت به سایر مطالعات انجام شده، مشابه و به طور نسبی از اندازه مطلوبی برخوردار است.

یکی از دلایل اصلی تفاوت در شکل واندازه نانوذرات  سنتز

شده غلظتهای مختلف عصاره گیاهی مورد استفاده می­باشد (4). تعیین غلظت بهینه برای هرگیاه و هر نانوذره­ای می­تواند در تولید و سنتز حداکثری و اقتصادی نانوذرات بسیار مفید و تأثیر گذار باشد. علاوه بر این، نوع ترکیبات موجود در عصاره­های گیاهی مختلف، بسته به نوع گیاه استفاده شده در سنتز سبز نانوذرات متفاوت می باشد و آشکار است که این موضوع باعث تغییر در شکل، اندازه و میزان تولید نانوذرات می­شود. وجود گروههای عاملی فنولی و حلقه آروماتیک پلی فنولی در عصاره گیاهی، تایید کننده این امر است که نانو ذرات اکسید آهن در پوششی از مواد مؤثره گیاه رسوب می­کند (32).

در این پژوهش عصاره اندام هوایی گیاه تلخه به عنوان عامل احیا کننده در تولید نانو ذره نقش داشته و در این برهمکنش، فلاونوئید موجود در عصاره گیاه عمل احیاء را انجام داده که تشکیل آن با دستگاه پراش اشعه ایکس (XRD) به تأیید رسید. وجود پیکهای پهن موجود در الگوی XRD نشان دهنده سایز کم نانوذرات سنتز شده می­باشد (24 و 35). همچنین موقعیتها و شدت نسبی پیکهای XRD نانوذرات آهن در این پژوهش با نمونه­های استاندارد سنتز نانوذرات آهن برابری می­کند (57 و 61). اطلاعات آنالیز XRD در این آزمایش نشان می­دهد که تأثیر عصاره بر ساختار کریستالی نمونه­ها ناچیز بوده است. همچنین در آزمایشی که توشط گیاه Mikania mikrantha انجام گرفت مشخص شد که نانوذرات آهن سنتز شده دارای ساختار کریستالی مکعبی هستند و با مرجع JCPDS به شماره 1610-75 مطابقت دارند (65).

طیف سنجی FTIR زیست مولکولهای موجود در عصاره و درگیر در سنتز را نشان داد که تأیید کننده روند سنتز سبز نانوذرات آهن می­باشد (61). در طیف FTIR حاصل از نانوذرات آهن سنتز شده با عصاره گیاه تلخه و عصاره خالص گیاه تلخه وجود گروههای عاملی تأیید کننده وجود و حضور ترکیبات مؤثره آنتی اکسیدانی مانند فنلها و فلاوونوئیدهای موجود در عصاره گیاه مورد استفاده می­باشد. بر این اساس شرکت و دخالت ترکیبات فنولی گیاه در سنتز نانوذرات آهن کاملاً به وضوح مشاهده و درک می­شود (6 و 31). پیک جذبی که در محدوده cm-1490 تا cm-1600 وجود دارد تأیید کننده تشکیل نانوذرات آهن می­باشد (51 و61). بنابراین طبق طیف سنجی FT-IR می­توان ادعا کرد که ترکیبات پلی فنولی موجود در عصاره به عنوان عامل کاهنده یون فلز آهن، تبدیل آن به نانو ذره و پایدارکننده نانوذرات ایفای نقش می­کنند، همچنین به عنوان عامل کمپلکس کننده موجب سنتز نانوذرات مگنتیت آهن می­شوند (21 و 22). در مطالعه­ای نانوذرات آهن با استفاده از عصاره گیاه نعنا (Mentha longifolia L.) سنتز شدند که با توجه به طیف FTIR حاصل، وجود گروههای عاملی فنولی و حلقه آروماتیک پلی فنولی در نمودار مؤید این امر بود که نانوذرات آهن در پوششی از مواد مؤثره گیاه رسوب کرده­ است (6). در مطالعه دیگر که توسط گیاه Mikania mikrantha صورت گرفت وجود پیک جدید و کوچک در محدوده  cm-1585 تا cm-1 626 نشان دهنده سنتزسبز نانوذرات آهن با عصاره گیاه مورد مطالعه بود (65). در آزمایش دیگر پیکهای جذبی که در محدوده 467 تا 541 وجود دارد نشان دهنده سنتز سبز نانوذرات اکسید آهن با عصاره­ی گیاه Mikania mikrantha بود (31).

رفتار مغناطیسی نانوذرات سنتز شده توسط دستگاه VSM اندازه گیری گردید. منحنی مغناطیسی حاصل نشان می­دهد که شکل سیگموئیدی نمودارها ناشی از رفتار سوپرپارامغناطیس ذرات سنتز شده در دمای اتاق است (20، 39 و 58). مطابق نمودارهای به دست آمده مغناطیس پذیری نانوذرات آهن سنتز شده با عصاره تلخه نسبت به نانوذرات خالص آهن کاهش پیدا کرد، که این کاهش خاصیت مغناطیسی به دلیل وجود پوشش غیرمغناطیسی ناشی از اتصال عامل عصاره گیاهی بر روی سطح نانوذرات مغناطیسی Fe3O4 می­باشد (31 و 51). با این وجود نانوذرات تولیدی همچنان دارای خاصیت مغناطیسی کافی است که بتوان به راحتی با استفاده از یک میدان مغناطیسی از محلول جدا نمود. در یک آزمایش که نانوذرات اکسید آهن توسط گیاه Mikania mikrantha سنتز شد مشخص گردید که مغناطیس پذیری نانوذرات اکسید آهن emu g-150/60 می­باشد. همچنین نانوذرات مگنتیک سنتز شده در دمای اتاق سوپرپارامغناطیس هستند (65).

به طور کلی مزیت تولید نانو ذرات به روش سبز، بر سایر روشهای زیستی و شیمیایی، بی خطر بودن و همچنین قابلیت بالای گیاهان است که بسیار قابل اعتمادتر و سالم­تر از باکتری، قارچ و مخمر برای تولید نانوذرات می­باشد (19 و 34). پیش بینی می­شود که سنتز سبز نانوذرات آهن در زمینه­های مختلف برنامه­های کاربردی به خصوص در پزشکی و کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد (61). در پژوهش حاضر، تولید و سنتز نانو ذرات اکسید آهن توسط عصاره زیست توده اندامهای هوایی گیاه تلخه توسط آنالیزهای توزین حرارت، سنجش مغناطیسی نمونه ارتعاشی، طیف سنجی مادون قرمز، میکروسکوپ الکترونی روبشی و پراش اشعه ایکس به اثبات رسید و مشخص شد که گیاه تلخه توانایی بیوسنتز نانوذرات اکسید آهن را دارا می­باشد.

  • آل ابراهیم، م.ت جعفرزادگللو، پ. خماری، س. آزادبخت، ا. 1396. امکان سنجی کاربرد عصاره علف هرز تلخه (Acroptilon repens ) به ‌عنوان علف‌کش زیستی جهت کنترل برخی از علف‌های هرز گندم و سیب‌زمینی .مجله پژوهش نامه کشاورزی. 9(2): 57-40.
  • آل ابراهیم، م.ت. آزادبخت، ا. جعفرزادگللو، پ. 1397. ارزیابی اثر عصاره‌ آبی گیاه تلخه (Acroptilon repens) بر جوانه‌زنی بذر و خصوصیات رشدی خرفه، گاو‌‌پنبه و گندم. علوم و تحقیقات بذر ایران. 5(4): 24-13.
  • آل­ابراهیم، م.ت. جان محمدی، م. راشدمحصل، م.ح. محمدی، ح. 1384. اثر عصاره آبی تلخه (Acroptilon repens) بر جوانه‏زنی و رشد اولیه ماش (Vigna radiate L.). اولین همایش ملی حبوبات، مشهد.
  • باقی زاده، ا. سالاری، ن. کریمی مله، ح. اسدی، م . 1398. بیوسنتز نانو ذرات طلا با استفاده از عصاره اندام های هوایی گیاه دارویی زیره سبز(Cuminum cyminum) . مجله پژوهش‌های سلولی و مولکولی (مجله زیست شناسی ایران). 23(3): 291-280.
  • بهداد، ر. میرزایی، ا. زارع کاریزی، ش. سنتز سبز نانوذرات نقره توسط عصاره گیاه تلخه و تاثیر مهارکنندگی آن بر روی پمپ افلاکسی در جدایه‏ های بالینی اسینتوباکتر بامانیفصلنامه علمی پژوهشی دنیای میکروب ها، 10(3): 221-210.
  • طاوسی، ف. غفارزادگان، ر. میرشکرایی، ا. حاجی‌آقایی، ر. 1397. سنتز سبز نانو ذرات آهن با استفاده از عصارهMentha longifolia L.. فصلنامه گیاهان دارویی. 2(۶۶): 144-135.
  • عاشوری، ا. انوری­پور، ب. متوسل، م. و جعفرزاده حقیقی فرد، ن. 1392. سنتز سبز نانوذرات آهن با استفاده از عصاره چای سبز و تعیین مشخصات آن. سومین همایش ملی سلامت، محیط زیست و توسعه پایدار. دانشگاه آزاد اسلامی واحد بندرعباس. ایران.
  • کاوسی، س. و یعقوبی، ه. 1396. سنتز نانو ذرات نقره به روش سبز با استفاده از عصاره گیاه مرزنجوش اروپایی (Origanum majorana ) و بررسی اثرات ضد میکروبی آن. پژوهش‌های سلولی و مولکولی (مجله زیست شناسی ایران. 30(2): 161-173.

 

  • Ahmad N, Bhatnagar S, Saxena R, Iqbal D, GhoshAK, Dutta R. 2017. Biosynthesis and characterization of gold nanoparticles: Kinetics, in vitro and in vivo study. Materials Science and Engineering: C. 1(78): 553-564.
  • Ahmad N, Sharma S, Alam MK, Singh VN, Shamsi SF, Mehta BR, and Fatma A. 2010. Rapid synthesis of silver nanoparticles using dried medicinal plant of basil. Colloids Surf B 81(1): 81-6.
  • Alebrahim MT, Rouhi H, Serajchi M, Majd R, and Ghorbani R. 2011. Study of dormancy-breaking and optimum temperature for germination of Russian knapweed (Acroptilon repens). International Journal of Agriscience. 1(1): 19-25.
  • Alford E, Perry L, Qin B, Vivanco J, Paschke M, 2007. A putative allelopathic agent of Russian knapweed occurs in invaded soils. Soil Biology and Biochemistry. 39. 1812-1815.
  • Ali Nejad D, and Goli H. 2005. Nano Composites and Their Applications. Illustrated Language 120p.
  • Arias J, Reddy L, and Couvreur P. 2008. Magnetoresponsive Squalenoyl Gemcitabine Composite Nanoparticles for Cancer Active Targeting. 24: 7512–7519
  • Aromal SA, Vidhu VK, and Philip D. 2012. Green synthesis of well-dispersed gold nanoparticles using Macrotyloma uniflorum. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular 31:85(1): 99-104.
  • Awwad AM, Salem NM, and Abdeen AO. Green synthesis of silver nanoparticles using carob leaf extract and its antibacterial activity. International Journal Industrial Chemistry. 4:29.
  • Besson-Bard A, Gravot A, Richaud P, Auroy P, Duc C, Gaymard F, Taconnat L, Renou JP, Pugin A, and Wendehenne D. 2009. Nitric oxide contributes to cadmium toxicity in arabidopsis by promoting cadmium accumulation in roots and by up-regulating genes related to iron uptake. Plant Physiology. 149(3): 1302–1315.
  • Camara FBG, Costa LA, Fidelis GP, Nobre LTDB, Dantas-Santos N, Cordeiro SL, Costa MSSP, Alves LG, and Rocha HAO. 2011. Heterofucans from the brown seaweed Canistrocarpus cervicornis with anticoagulant and antioxidant activities. Ma Drugs 9(1):124–138
  • Chen H, and Yada R. 2011. Nanotechnologies in agriculture: New tools for sustainable development. Food Science and Technology. 22(11): 585-594.
  • Cullity BD, and Graham CD. 2008. Introduction to magnetic materials. Addison-Wesley. (972), 568 page.
  • Das AK, Marwal A, and Verma R. 2014. Bio-reductive synthesis and characterization of plant protein coated magnetite nanoparticles. Nano Hybrids. 7: 69-86.
  • Devatha CP, Thalla AK, and Katte SY. 2016. Green synthesis of Iron Nanoparticles using different leaf extracts for treatment of domestic waste water. Journal of Cleaner Production. 139: 1425-1435.
  • Donega C, Liljeroth P, and Vanmaekelbergh D. 2005. Physicochemical Evaluation of the Hot-Injection Method, A Synthesis Route for Monodisperse Nanocrystals. Small. 1(12): 1152–1162.
  • El-Sigeny SM, and Abou Taleb MF. 2015. Synthesis, Characterization, and Application of Dendrimer Modified Magnetite Nanoparticles as Antimicrobial Agent. Life Science Journal. 12(6): 161-170.
  • Fang L, Cumaraswamy V, and Kishore KM. 2003. Microemulsion and solution approaches to nanoparticle iron production for degradation of trichloroethylene. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 223(1-3): 103-112.
  • Fitter A. 2003. Making allelopathy respectable. Science. 301(5638): 1337-1338.
  • Ghadi A, Mahjoub S, Tabandeh F, and Talebnia 2014. Synthesis and optimization of chitosan nanoparticles: Potential applications in nanomedicine and biomedical engineering.Caspian Journal of Internal Medicine. 5(3): 156-161.
  • Gottimukkala KSV. 2017. Green Synthesis of Iron Nanoparticles Using Green Tea leaves Extract. Journal of Nanomedicine and Biotherapeutic Discovery. 7 (1).
  • Hamedi S, Shojaosadati SA, and Mohammadi A. 2017. Evaluation of the catalytic, antibacterial and anti-biofilm activities of the Convolvulus arvensis extract functionalized silver nanoparticles. Journalof Photochemistry and Photobiology B: Biology. 167: 36-44.
  • Hariani P, Faizal M, Syarofi R, Marsi M, and Setiabudidaya D. 2013. Synthesis and Properties of Fe3O4 Nanoparticles by Co-precipitation Method to Removal Procion Dye. International Journal of Environmental Science and Development. 4(3): 336-340.
  • Izza Taib N, Abdul Latif L, Mohamed Z, Syazwani Zambri ND. 2018. Green Synthesis of Iron Oxide Nanoparticles (Fe3O4-NPs) using Azadirachta Indica Aqueous Leaf Extract. International Journal of Engineering and Technology. 7 (4-18): 9-13.
  • Jain KK. 2005. Nanotechnology-based drug delivery for cancer. Technology in Cancer Research and Treatment. 4 (4): 407-416.Kanthal LK. Dey A. Satyavathi K. and Bhojara
  • ju P. 2014. GC-MS analysis of bio-active compounds in methanolic extract of Acroptilon repens Pharmacognosy Research. 6(1): 58-61.
  • Karimi J, Kazemi H, Mohsenzadeh S, and Safavi A. 2011. Biosynthesis of gold nanoparticles using dried flowers extract of Achillea Wilhemsii plant. Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures. 6 (3): 1011-1016.
  • Li GL, Jiang YR, Huang KL, Ding P, and Yao II. 2008. Kinetics of adsorption of saccharomyces cerevisiae mandelated dehydrogenase on magnetic Fe3O4-chitosan nanoparticles. Journal Colloid Interface Sci. 320(A):11–18
  • Li XQ. Elliott DW. And Zhang WX. 2006. Zero-Valent Iron Nanoparticles for Abatement of Environmental Pollutants: Materials and Engineering Aspects. Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. 31(4): 111-122.
  • Lin J, Weng X, Dharmarajan R, and Chen Z. 2017. Characterization and reactivity of iron based nanoparticles synthesized by tea extracts under various atmospheres. Chemosphere. 169: 413-417.
  • Lu HM, Zheng WT, and Jiang Q. 2007. Saturation Magnetization of Ferromagnetic and Ferrimagnetic Nanocrystals at Room Tempera-ture. J. Phys. D. Appl. Phys. vol. 40, no. 2, pp. 320–325.
  • Maity D, and Agrawal DC. 2007. Synthesis of iron oxide nanoparticles under oxidizing environment and their stabilization in aqueous and non-aqueous media. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 308(1): 46–55.
  • Manoj BG, Anuj KR, Isabel DN, Rajender SV, and Paula SB. Magnetitesupported sulfonic acid: a retrievable nanocatalyst for the Ritter reaction and multicomponent reactions. Green Chem 15(7): 1895–1899.
  • Morovati A, Ahmad Panahi H, and Yazdani F. Grafting of allylimidazole and nvinylcaprolactam as a thermosensitive polymer onto magnetic nano-particles for the extraction and determination of celecoxib in biological samples. International Journal of Pharmaceutics. 513(1-2): 62–67.
  • MubarakAli D, Thajuddin N, Jeganathan K, Gunasekaran M. 2011. Plant extract mediated synthesis of silver and gold nanoparticles and its antibacterial activity against clinically isolated Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. 1:85(2): 360-365.
  • Namasivayam SKR, and Robin ATG. 2013. Synthesis, characterization and anti bacterial activity of Chitozan stabilized nano zero valant Bulletin of Pharmaceutical and Medical Sciences; 1 (1): 6-11.
  • Natarajan J, and SN M. 2012. Polymeric nanoparticles for drug delivery and targeting: A comprehensive review. International Journal of Health and Allied Sciences. 1(4): 217-223.
  • Navarro E, Baun A, Behra R, Hartmann N, Filser J, Miao A, Quigg A, Santschi PH, and Sigg 2008. Environmental behavior and ecotoxicity of engineered nanoparticles to algae, plants, and fungi. Ecotoxicology. 17(5): 372-386.
  • Norouzi A, Yavari I, and Chalabian F. 2006. chemical constituents and antimicrobial activities of the essential oil of Acroptilon repens (L.) dc. Flavour and Fragrance Journal. 21(2): 247 -249 .
  • Oakes JS. 2014. Investigation of iron reduction by green tea polyphenols for application in soil remediation. Master's Theses, University of Connecticut.
  • Pantidos N, and Horsfall LE. 2014. Biological Synthesis of Metallic Nanoparticles by Bacteria, Fungi and Plants. Journal of Nanomedicine and Nanotechnology. 5(5): 233.
  • Pattanayak M, and Nayak PL. 2013. Green Synthesis and Characterization of Zero Valent Iron Nanoparticles from the Leaf Extract of Azadirachta indica (Neem). World Journal of Nano Science and Technology. 2 (1): 6-9.
  • Quintana N, Weir TL, Du J, Brockling CD, Rieder JP, Stermitz FR, Pasckke MW, and Vivanco JM. 2008. Phytotoxic polyacetylenes from roots of Russian knapweed (Acroptilon repens (L.) DC.). 69(14): 2572–2578.
  • Ramesh AV, Dharmasoth RD, Satish MB, and Basavaiah K. 2018. Facile green synthesis of Fe3O4 nanoparticles using aqueous leaf extract of Zanthoxylum armatum for efficient adsorption of methylene blue. Journal of Asian Ceramic Societies. 6(2): 145-155.
  • Rasaee I, Ghannadnia M, and Honari H. 2016. Antibacterial poroperties of biologically formed chitosan nanoparticles using aqueous leaf extract of Ocimum basilicum. Nanomedicine Journal. 3(4): 240-247.
  • Sari IP, and Yulizar Y. 2017. Green synthesis of magnetite (Fe3O4) nanoparticles using Graptophyllum pictum leaf aqueous extract. Materials Science and Engineering.
  • Singh N, Jenkins GJS, Asadi R, and Doak SH. 2010. Potential toxicity of superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPION). Nano Reviews. 1(1): 53-58.
  • Song JY, and Kim BS. Rapid biological synthesis of silver nanoparticles using plant leaf extract. Bioprocess and Biosystems engineering. 32(1): 79-84.
  • Stermitz FR, Bais HP, Foderaro TA, and Vivanco JM. 2003. 7, 8-Benzoflavone: a Phytotoxin from root exudates of invasive Russsian Knapweed. 64(2): 493-497.
  • Sun Y, Li X, Cao J, Zhang W, and Wang HP. Characterization of zero-valent iron nanoparticles. Advanced Colloid Interface Science. 120(1-3): 47.56.
  • Thunemann AF, Schutt D, Kaufner L, Pison U, and Mohuald H. 2006. Maghemite nanoparticles protectively coated with poly(ethyleneimine) and poly(ethylene oxide)- blockpoly (glutamic acid). Langmuir. 22(5): 2351-2357.
  • Wang Y, He X, Wang K, Zhang X, Tan W. Barbated Skullcup herb extract-mediated biosynthesis of gold nanoparticles and its primary application in electrochemistry. Colloids Surf B Biointerfaces; 73(1): 75-79.
  • Wu T, Huayan P, Rubiao C, Dong L, Hong Z, Ye Sh, Bin L, Jie H, Yanghui L, and Le W. 2016. Enhanced photoluminescence of Fe3O4@Y2O3: Eu3+ bifunctional nanoparticles by the Gd3+ co-doping. Journal of Alloys and Compounds. 666: 507-512.
  • Yew YP, Kamyar Sh, Miyake M, Kuwano N, Khairudi N, Mohamad Sh, and Lee KX. 2016. Green Synthesis of Magnetite (Fe3O4) Nanoparticles Using Seaweed (Kappaphycus alvarezii) Extract. Nanoscale Research Letters. 11(1).
  • Yoki Y, Grandprix TMK, Adhitya Y. 2016. Fe(II)-MSA functionalized Au nanoparticle on natural zeolites as effective reducing agent for Cr (VI) ions AIP Conference Proceedings. 1729(1).
  • Zaboli K, Aliarabi H, Bahari AA, Abbasalipourkabir R. 2013. Role of dietary nano-zinc oxide on growth performance and blood levels of mineral: A study on in Iranian Angora (Markhoz) goat kids. Journal of pharmaceutical and health science. 2(1): 19-26.
  • Zhang M, Li XH, Gong YD, Zhao NM, Zhang XF. 2002. Properties and biocompatibility of chitosan film modified by blending with PEG. Biomaterials. 23(13): 2641-2648.
  • Biswas A, Vanlalveni C, Lalfakzuala R, Nath S, Rokhum, L. 2021. Mikania mikrantha leaf extract mediated biogenic synthesis of magnetic iron oxide nanoparticles: Characterization and its antimicrobial activity study.  MaterialsToday: Proceedings42, 1366-1373.
Volume 35, Issue 4
December 2022
Pages 640-654
  • Receive Date: 24 August 2020
  • Revise Date: 27 April 2021
  • Accept Date: 24 June 2021