Biosynthesis, optimization and characterization of gold nanoparticles by Hyoscyamus niger seed extract using Taguchi method

Document Type : Research Paper

Authors
Mahla Asadi 1
amin baghizadeh 2
1 Graduate University of Advanced Technology
2 Department of Biotechnology, Institute of Science and High Technology and Environmental Sciences, Graduate University of Advanced Technology, Kerman-Iran
10.22034/cmr.2024.7535.2553
Abstract
In this study, the aim of green synthesis of gold nanoparticles by seed extract of Hyoscyamus niger under optimized conditions and to characterize the produced nanoparticles in order to confirm and introduce the method of green synthesis of nanoparticles. Black henbane seed extract was prepared by hydroalcoholic method and 1 mM gold salt solution was added to the extract under conditions of different ratios of gold salt to plant extracts, pH, temperature (°Ϲ) and incubation time. In order to optimize the conditions, Taguchi method were used and the L8 orthogonal array table with four factors and different levels was designed. Experiments were recorded to evaluate the progress of the UV-vis spectrum reaction. The size of gold nanoparticles synthesized by DLS was determined and used as a result to determine the appropriate levels of each factor. Concentration of 150: 450 μl, pH=8, temperature of 60 ° C and one-hour, were determined optimal levels of synthesis gold nanoparticle by BH seed extract. The XRD spectrum confirmed the presence of gold nanoparticles and the FTIR spectrum confirmed the functionalization of the nanoparticles by organic molecules present in the seeds of BH. The amount of electric charge was -19.8 at the surface of gold nanoparticles according to zeta analysis. Microscopic results showed uniformity and suitable size of gold nanoparticles in the range of 10 nm. The final results indicate the biosynthesis of nanoparticles by plant extracts as an effective, useful, low cost, biocompatible, high efficiency and feasible method in a shorter period of time.

Keywords

Subjects

سنتز زیستی، بهینه سازی و مشخصه یابی نانوذرات طلا توسط عصاره بذر بنگ ­دانه (Hyoscyamus niger)  به روش تاگوچی

مهلا اسدی1 و امین باقی­زاده2*

1 دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، گروه بیوتکنولوژی کشاورزی

2 دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، پژوهشگاه علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، گروه بیوتکنولوژی

تاریخ دریافت: 03/08/1400          تاریخ پذیرش: 11/05/1401

چکیده

در این پژوهش، هدف سنتز سبز نانوذرات طلا توسط عصاره بذر گیاه بنگ­ دانه (Hyoscyamus niger) در شرایط بهینه­سازی شده و مشخصه­یابی نانوذرات تولید شده به منظور تایید و معرفی روش سنتز سبز نانوذرات است. عصاره بذر بنگ دانه به روش هیدروالکلی تهیه و محلول نمک طلای یک میلی­مولار تحت شرایط نسبت های مختلف نمک طلا به عصاره گیاهی ،pH، دما (Ϲ°) و زمان انکوباسیون به عصاره اضافه گردید. به منظور بهینه­سازی شرایط از روش تاگوچی استفاده و جدول آرایه­های متعامد  L8با چهار فاکتور و سطوح متفاوت طراحی شد. جهت بررسی پیشرفت واکنش، طیف UV-vis آزمایشات ثبت گردید. اندازه نانوذرات طلا سنتز شده توسط DLS تعیین و به عنوان نتیجه جهت تعیین سطوح مناسب هر فاکتور استفاده شد. غلظت 150:450 میکرولیتر، pH برابر هشت، دمای  60 درجه سانتی­گراد و زمان یک ساعت، سطوح بهینه سنتز نانوذرات طلا توسط عصاره بذر بنگ­دانه تعیین شد. طیف XRD حضور نانوذرات طلا را اثبات و طیف FTIR عامل­دار شدن نانوذرات توسط مولکول­های آلی موجود در عصاره بذر بنگ دانه را تایید کرد. . میزان بار الکتریکی 8/19- در سطح نانوذرات طلا طبق تجزیه زتا تعیین شد. نتایج میکروسکوپی یکنواختی و اندازه مناسب نانوذرات طلا را در محدوده 10 نانومتر نشان داد. نتایج نهایی این پژوهش سنتز زیستی نانوذرات توسط عصاره گیاهان را روشی موثر، مفید، کم هزینه، زیست سازگار، پر بازده و قابل انجام در مدت زمان کوتاه­تر بیان می­دارد.

واژه های کلیدی: سنتز سبز، Hyoscyamus niger، روش تاگوچی، نانوذرات طلا، مشخصه­یابی

* نویسنده مسئول، پست الکترونیکی: a.baghizadeh@kgut.ac.ir

مقدمه

 

فناوری نانو، ساخت مواد، دستگاه­ها و سیستم­های کاربردی از طریق کنترل ماده در مقیاس نانومتری (یک تا 100 نانومتر) و بهره ­برداری از پدیده­های جدید و خواص فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی، مکانیکی، الکتریکی و غیره در آن مقیاس است[17]. نانوزیست فناوری علم استفاده از نهاده­های زیستی، مانند جلبک­های اکتینومیست، باکتری­ها، قارچ­ها، ویروس­ها، مخمرها و گیاهان، در تعدادی از فرآیندهای بیوشیمی و بیوفیزیک است که اولویت آن تولید، دستورزی و استفاده از مواد در مقیاس نانو می­باشد[38]. نانوذرات به دلیل ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی بهبود یافته، در فناوری­های پیشرفته نسبت به ذرات در ابعاد بزرگتر از نانو، پرکاربردتر هستند [21]. ویژگی­های خاصیت نوری-الکتریکی مربوط به شکل و اندازه، نسبت سطح به حجم زیاد، زیست سازگاری بسیار بالا و سمیت کم نانوذرات طلا، آنان را به ابزار نانو زیست فناوری مهمی، تبدیل کرده­استن[45,28,22,20]. نانوذرات در حالت کلی به سه روش فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی تولید می­شوند[32,14]. تولید زیستی یا سنتز سبز توسط نهاده­های زیستی که یک روش پایین به بالا است، پتانسیل قابل ملاحظه­ای برای افزایش تولید نانوذرات، بدون استفاده از مواد شیمیایی گران، سمی و خطرناک که به طور معمول در فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی استفاده می­شوند را دارد[38]. میکروارگانیسم­ها و گیاهان، توانایی جذب و تجمع یون­های فلزات معدنی از محیط اطرافشان را دارند[28]. گیاهان به عنوان کارخانه­های زیستی پتانسیل بالقوه­ای در کاهش یون­های فلزی به عنوان روشی تمیز، غیر سمی، بدون نیاز به مراحل آماده­سازی و نگهداری نسبت به میکروارگانیسم­ها و سازگار با محیط زیست دارند که در زمینه تولید زیستی نانوذرات فلزی و سم­زدایی بسیار حائز اهمیت هستند[39,27]. مطالعات جامع به دنبال تقاضای قابل توجه برای نانوذرات سبز، نشان می­دهد که استفاده از عصاره گیاهان نگرشی نوین و موثرترین راه برای تولید نانوذرات سازگار با محیط زیست است[40,33]. عامل کاهش یون­های فلزی، پوشش­گذاری و پایداری نانوذرات سنتز شده توسط عصاره گیاهی، ترکیبات فعال آلکالوئیدی، اسید فنولیک، پلی فنول، پروتئین­ها، ترپنوئید­ها، فلاونوئیدها و ترکیبات قندی موجود در عصاره می­باشد که اختلاف در نوع و غلظت این ترکیبات فعال گیاهی، اساس تغییر در میزان، اندازه و شکل نانوذرات سنتز شده­است[24]. فرآیند سنتز زیستی نانوذرات از ترکیب عصاره گیاهی با محلول نمک یون فلزی آغاز و کاهش یون­های فلزی محلول به سرعت با تغییر رنگ ترکیب مشخص می­شود. مرحله اول سنتز زیستی، تشکیل هسته به صورت تبدیل یون­های فلزی از اکسیداسیون تک یا دوگانه به حالت صفر و پس از آن در مرحله دوم رشد هسته، ذرات ریزتر با یکدیگر ترکیب و نانوذرات پایدار با تغییر شکل و اندازه تشکیل می­شوند(15, 16). سنتز نانوذرات با ساختار پایدارتر در مرحله نهایی سنتز زیستی، توسط ترکیبات موثره گیاهی تحت عوامل خصوصیات عصاره گیاهی (غلظت و نوع ترکیبات)، غلظت و نوع نمک فلزی، pH محلول، دمای واکنش و زمان انکوباسیون که به طور قابل توجهی بر کیفیت، اندازه و شکل نانوذرات سنتز شده تاثیر می­گذارند، انجام می­شود[42,26,16]. از تکنیک­های طیف سنجی و میکروسکوپی طیف سنج نور مرئی- فرابنفش (UV-visible(UV-visible spectroscopy))، پراکندگی دینامیکی نور (DLS(Dynamic Light Scattering))، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM(Atomic Force Microscopy))، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM(Transmission Electron Microscopy))، میکروسکوپ الکترونی پیمایشی (SEM(Scanning electron microscopy))، طیف سنج تفرق انرژی (EDS(Energy dispersive spectroscopy))، پراش پرتو ایکس پودری (XRD(Powder X-ray diffraction))، طیف سنج مافوق قرمز تبدیل فوریه (FTIR(Fourier transform infrared spectroscopy)) و طیف سنج رامان برای سنجش نانوذرات سنتز شده استفاده می­گردد[38]. طراحی آزمایش (DOE(Design of Experiments))، شامل برنامه­ریزی، آزمایش، ثبت نتایج، تجزیه، تحلیل و تفسیر نتایج است(20). آزمایشات، به صورت مجموعه­ای از آزمون­ها شامل ورودی­های فرآیند (فاکتورها و سطوح آنان)، بررسی شده، ترکیب و نوع مناسب آنان بر اساس خروجی مورد نظر انتخاب و تغییرات پاسخ فرآیند، که در نتیجه تغییر در فاکتورها و سطوح ایجاد شده، شناسایی، ثبت و تجزیه و تحلیل می­گردد[9]. روش تاگوچی به هدف طراحی فرآیند مقاوم به شرایط محیطی و تغییرپذیری اجزاء آن و کاهش این تغییرات بر اساس هدف طراحی است که بر اساس مفهوم تابع زیان تعیین می­شود. در این روش سه مرحله طراحی سیستم، طراحی پارامتر و طراحی تحمل پذیری، بررسی می­شوند. در مرحله طراحی سیستم، مشخصه­های سیستم بر اساس اصول علمی و مهندسی تعیین می­شوند و هدف از مرحله طراحی پارامتر، تعیین مقادیر اسمی پارامترها، به هدف کاهش تغییرپذیری ناشی از متغیرهای اختلال است و سپس بهترین تحمل پذیری پارامترها، تعیین و پارامتر با حساسیت بیشتر مشخص می­شود[6]. در این روش، تجزیه و تحلیل در درجه اول بر نسبت سیگنال به اختلال(SNR(Signal-to-noise ratio)) متمرکز شده­است که نسبت  به حداکثر رساندن اجرای عملکردی سیستم یا فرآیند، توسط غیر حساس کردن آن به اثرات اختلال به منظور اندازه­گیری اعتبار آن توصیه می­کند[9]. پارامترهای قابل کنترل یا سیگنال، تاثیر مهمی در کاهش تغییرات محصول و افزایش کیفیت آن دارند. پارامترهای غیر قابل کنترل یا اختلال، ممکن است بر کیفیت محصول تاثیر داشته­باشند اما توسط آزمایش­گر انتخاب نمی­شوند و جهت تغییر کیفیت محصول، قابل تغییر نمی­باشند[9]. گیاه بنگ­دانه  (Hyoscyamus niger L.) از مهم­ترین و بزرگ­ترین جنس­های خانواده Solanaceae حاوی مواد آلکالوئیدی و غیر آلکالوئیدی  فراوانی است و در آنالیز کروماتوگرافی گاز مایع عصاره آن، تقریبا 34 نوع آلکالوئید، یافت شده است[44,10]. بذر این گیاه، دارای غلظت بالایی آلکالوئید و حاوی هیوسیامین، آتروپین، مقدار کمی هیوسین و حاوی ترکیبات غیر آلکالوئیدی لیگنان ، کومارینولیگنان­های سلومیسکوزین، لیگنان آمیدها، ساپونین و هیوسیامال می­باشد(25–28). سنتز زیستی نانوذرات طلا و نقره در گیاهان مختلف از جمله توتون، توت، تاج ریزی، گوجه فرنگی، تنباکو بالدار، فلفل چیلی، فلفل دلمه­ای و شیرین و زیره سیاه بررسی شده­است. نتایج بررسی پژوهش­های انجام شده در راستای سنتز زیستی نانوذرات فلزی در گیاهان خانواده Solanaceae نشان می­دهد که بررسی سنتز زیستی نانوذرات طلا توسط عصاره بذر بنگ­دانه تا کنون انجام نشده­است و در این پژوهش از روش آماری تاگوچی به منظور طراحی آزمایشات به هدف سنتز نانوذرات طلا در اندازه مناسب با اعمال فاکتورهای نسبت غلظت عصاره بذر و نمک طلا، pH، دما و زمان، استفاده شد.

مواد و روشها

تهیه مواد و آماده­سازی محلول­ها: نمک طلا اورئوریک اسید (HAuCl4) محصول شرکت مرک آلمان تهیه و محلول ذخیره یک میلی مولار آن با توزین 04/0 گرم نمک طلا و ترکیب با آب دیونیزه، به حجم 100 میلی لیتر رسانده شد. بذر گیاه بنگ­دانه از شرکت پاکان بذر اصفهان تهیه و بذور توسط آب مقطر به منظور حذف آلودگی آبکشی و جهت ضدعفونی نمودن بذور، به مدت 15 دقیقه در هیپوکلریت سدیم 2% و 30 ثانیه در اتانول 70% قرار گرفتند و پس از هر مرحله ضدعفونی، چند مرتبه توسط آب مقطر آبکشی شدند. سپس بذور در هوای آزاد خشک و از دستگاه آسیاب )3303(Wagtech /  برای تهیه پودر بذور استفاده گردید. عصاره بذر بنگ­دانه، به دلیل وجود ترکیبات آلکالوئیدی، به روش هیدرو- الکلی تهیه شد[19]. بدین صورت که، در هر مرحله از آزمایش، 25/0 گرم بذر پودر شده با 100 میلی لیتر آب دیونیزه و 100 میلی لیتر اتانول 96% ترکیب و به مدت 48 ساعت در یخچال قرار گرفت. سپس محلول حاصل، توسط کاغذ صافی واتمن شماره یک صاف شد و جهت تبخیر اتانول، از دستگاه روتاری (Laborita 4003HeidolpH/) تحت خلاء در دمای 40 درجه سانتی­گراد استفاده گردید. محلول نهایی سفید رنگ کدر دارای ترکیبات سنگین رسوب دهنده نانوذرات سنتز شده است که جهت حذف این ترکیبات، از روش تغییر pH استفاده و سپس در دور 4000 rpm به مدت 10 دقیقه، سانتریفیوژ گردید. محلول حاصل توسط دو لایه کاغذ واتمن شماره دو صاف گردید. سپس محلول رویی سفید شفاف به عنوان عصاره نهایی استفاده گردید.

بهینه­سازی شرایط سنتز نانوذرات طلا  به روش تاگوچی: هدف از طراحی آزمایش تاگوچی، ایجاد بهترین حالت کاهش اثر عوامل اختلال و افزایش تاثیر عوامل تحت کنترل است. از روش طراحی آزمایش تاگوچی به هدف بهینه­سازی نانوذرات طلا تولید شده با اندازه مناسب توسط عصاره بذر بنگ­دانه استفاده گردید. انتخاب فاکتورها و سطوح بر اساس بررسی منابع و مطالعات پیشین صورت گرفت. تمامی حالات ممکن این آزمایش با وجود 4 فاکتور و 4 سطح متفاوت برای هرکدام، 256 حالت است (رابطه (1)) که در آن N تعداد سطوح، F تعداد فاکتورها و X تعداد کل آزمایشات است. فاکتورها شامل نسبت غلظت نمک طلا به عصاره بذر ، pH، دما و زمان می­باشند(جدول1).تمامی حالات ممکن این آزمایش با وجود چهار فاکتور نسبت غلظت نمک طلا به عصاره بذر (100:400، 100:500، 150:450 و 200:400)، pH (هشت و 10)، دمای (30 و 60 درجه سانتی­گراد) و زمان انکوباسیون (یک و 24 ساعت) ، 32 آزمایش (25) است (رابطه (1)) که در آن N تعداد سطوح، F تعداد فاکتورها و X تعداد کل آزمایشات است. فاکتورها شامل نسبت غلظت نمک طلا به عصاره بذر بر حسب میکرولیتر، pH، دما و زمان می­باشند(جدول1). از آنجا که انجام آن­ها زمان­بر و هزینه­بر است بسته به تعداد پارامترها و سطوح آن­ها، جدول آرایه­های متعامد روش تاگوچی پیشنهاد می­شود تا تنها کسری از حالات مورد آزمایش قرار گیرد. انتخاب آرایه متعامد مناسب به درجه آزادی آزمایش بستگی دارد که بر اساس رابطه (2) محاسبه می­شود که در آن N تعداد سطوح هر فاکتور، df درجه آزادی کل آزمایش و (N-1) درجه آزادی هر فاکتور است. بنابراین درجه آزادی این آزمایش با توجه به نبود آزمایش­های اثر متقابل، 6 می­باشد. برای انتخاب آرایه متعامد مناسب، درجه آزادی آرایه متعامد باید از درجه آزادی کل آزمایش بزرگ­تر یا مساوی باشد. پس از جدول پیشنهادی تاگوچی، جدول آرایه متعامد L8 انتخاب گردید. این جدول نشان می­دهد چه تعداد آزمایش بایست انجام شود و در هر آزمایش، هر پارامتر در چه سطحی از مقادیر انتخابی باشد(جدول 2).

رابطه (1)                                 

رابطه (2)            i=1,2,…,n      

پس از انجام 8 آزمایش، اندازه نانوذرات سنتز شده به عنوان پاسخ در نظر گرفته شد و جهت انجام محاسبات آماری از نرم افزار Minitab 18 استفاده گردید. در روش تاگوچی به دو روش آنالیز واریانس و یا نسبت S/N نتایج آزمایش­ها بررسی می­شوند. S(سیگنال) اثر پارامترهای قابل کنترل و N(اختلال) اثر پارامترهای اختلالی است. مقادیر بالای S/N همواره بهتر است و بیانگر این است که متغیر پاسخ بیشتر تحت اثر متغیرهای کنترل است تا اختلالی[43]. ضریب S/N آزمایشات بر اساس فاکتور کوچکتر بهتر است، برای درصد تاثیر هر فاکتور در سنتز نانوذرات تعیین گردید. در این تحقیق با هدف سنتز نانوذرات طلا در اندازه کوچک، نسبت S/N مناسب از نوع کمتر بهتر است، تعیین گردید(رابطه(3)).

رابطه (3)                 

که در آن Y متغیر پاسخ برای هر آزمایش و n تعداد تکرار هر آزمایش است. آزمایشی که بالاترین S/N را داشته­باشد، بهترین حالت سطوح پارامترها را در بین 8 آزمایش دارد[41,9].

سنتز زیستی نانوذرات طلا: در این مطالعه 8 آزمایش طراحی شده بر اساس آرایه­­­های اورتوگونالی روش طراحی تاگوچی (جدول 2) تهیه گردید. بدین منظور در هر آزمایش ابتدا نسبت درنظر گرفته شده از نمک طلا به عصاره ( 100:400،100:500، 150:450 و 200:400 تهیه گردید و سپس pH هر نمونه بر اساس سطح هر شماره آزمایش ( از بین سطوح 8 و 10) توسط HCl و NaOH 1 مولار تنظیم گردید. جهت اعمال تیمار دمایی از حمام آب گرم (Memmert) استفاده گردید. نمونه­ها در مدت زمان مشخص هر شماره آزمایش ( سطوح 1 و 24 ساعت) در دمای تعیین شده (سطوح 30 و 60 درجه سانتی­گراد) قرار گرفتند. در هر آزمایش از عصاره تازه استفاده­شد و پس از ترکیب نمک طلا در غلظت­های معین و تنظیم pH، محلول نهایی در دمای تعیین شده قرار گرفت. پس از گذشت مدت زمان مورد نظر، محلول کلوئیدی جهت بررسی رنگ، آنالیزهای جذب مرئی - فرابنفش و پراکندگی دینامیکی نور، مورد استفاده قرار گرفت.

 

 

 

جدول 1- فاکتورها و سطوح تعریف شده در سنتز زیستی نانوذرات طلا توسط عصاره بذر بنگ­دانه

فاکتورها

سطح 1

سطح 2

سطح 3

سطح 4

غلظت (µl)

A

100:500

100:400

150:450

200:400

pH

B

8

10

-

-

دما (ºC)

C

30

60

-

-

زمان (ساعت)

D

1

24

-

-

 

جدول 2- آرایه‌های متعامد L8 سنتز زیستی نانوذرات طلا توسط عصاره بذر بنگ‌دانه

شماره آزمایش

غلظت(میکرولیتر)

pH

دما

زمان

1

100:500

8

30

1

2

100:500

10

60

24

3

100:400

8

30

24

4

100:400

10

60

1

5

150:450

8

60

1

6

150:450

10

30

24

7

200:400

8

60

24

8

200:400

10

30

1

 

 

مشخصه یابی نانوذرات طلای سنتز شده: پس از اعمال تیمارهای آزمایش جهت بررسی تشکیل نانوذرات طلا، طیفUV-vis  8 نمونه با استفاده از دستگاه اسپکتروسکوپی /Varian)50 (Carry  ثبت گردید. بدین منظور حجم مشخصی از هر نمونه در طول موج 800-400 نانومتر بررسی گردید. حضور پیک در محدوده 550-500 نانومتر نشانه حضور و سنتز نانوذرات طلا می­باشد. سپس نمونه­ها جهت تعیین اندازه نانوذرات طلا سنتز شده به روش پراکندگی دینامیکی نور  DLS )165(Nano DS SN  بررسی شدند. پس از آنالیز نتایج و تعیین سطوح بهینه هر فاکتور توسط روش تاگوچی، نمونه بهینه تهیه و در آنالیزهای FTIR  )27(Bruker / TENSOR  جهت تعیین ترکیبات موثر در کاهش یون­های طلا، (X’pert) XRD جهت کریستال شناسی و تایید حضور نانوذرات طلا، TEM –AB/LEO)912(LEO جهت تعیین اندازه نانوذرات و /Malvern) Zeta potential3600(ZEN جهت اندازه­گیری بار سطحی نانوذرات سنتز شده، مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج

نتایج بهینه­سازی شرایط سنتز نانوذرات طلای سنتز شده توسط عصاره بذر بنگ­دانه

نتایج تغییر رنگ و طیف سنجی مرئی – فرابنفش: پس از تیمار هشت نمونه عصاره بذر بنگ­دانه با کلرید طلا، تنظیم pH و قرار دادن نمونه­ها در دمای معین به مدت زمان تعیین شده بر اساس جدول 2، ویژگی­های تغییر رنگ و پیک جذبی آنان بررسی شد. با توجه به شکل 1 ، نمونه­های تیمار شده پس از گذشت یک ساعت از رنگ سفید به رنگ صورتی، قرمز و بنفش کم رنگ تغییر رنگ می­دهند و پس از گذشت 24 ساعت این تغییر رنگ ثابت ماند که حاکی از سنتز نانوذرات طلا توسط عصاره بذر بنگ­دانه بود. شکل 2، بررسی طیف جذبی نانوذرات طلای سنتز شده توسط عصاره بذر بنگ­دانه پس از گذشت یک ساعت از تیمار را نشان می­دهد و با توجه به آن مشخص است که هر چهار نمونه در طول موج 500-600 نانومتر، حاوی پیک می­باشند که سنتز نانوذرات طلا را در این چهار نمونه تایید می­کند. اما در نمونه یک، با نسبت غلظت 100:500 میکرولیتر نمک طلا به عصاره بذر بنگ­دانه، 8pH=، دمای30 درجه سانتی­گراد و زمان یک ساعت کم­ترین پیک جذبی را دارد که نشان دهنده سنتز کم نانوذرات طلا است و همچنین نمونه هشت، با نسبت غلظت 200:400 میکرولیتر نمک طلا به عصاره بذر بنگ­دانه، 10pH=، دمای 30 درجه سانتی­گراد و زمان یک ساعت، بیشترین پیک جذبی را دارد که نشان دهنده سنتز بیشتر نانوذرات است که در مقایسه با نمونه یک با دما و زمان یکسان، تاثیر pH و غلظت بر سنتز بهینه نانوذرات طلا توسط عصاره بذر بنگ­دانه، مشخص شد. با توجه به شکل 3 طیف جذبی نانوذرات طلای سنتز شده توسط عصاره بذر بنگ­دانه در زمان 24 ساعت، هر چهار نمونه در طول موج 500-600 نانومتر، پیک داشتند که نشانه سنتز نانوذرات طلا می­باشد. همچنین طیف نمونه هفت و سه بیشترین جذب و بالاترین پیک را دارند که بیانگر سنتز بیشتر نانوذرات طلا  می­باشد.

 

 

شکل 1- تغییر رنگ محلول کلوئیدی عصاره بذر بنگ­دانه

 

شکل 2- بررسی سنتز نانوذرات طلا توسط عصاره بذر بنگ­دانه 1 ساعت پس از تیمار

نمونه های شاهد: آب دیونیزه (D.W.) و عصاره بذر بنگ دانه (BH Ext.)

شکل 3- بررسی سنتز نانوذرات طلا توسط عصاره بذر بنگ­دانه 24 ساعت پس از تیمار

نمونه های شاهد: آب دیونیزه (D.W.) و عصاره بذر بنگ دانه (BH Ext.)

 

جدول 3- اندازه تعیین شده نانو ذرات طلا توسط DLS

شماره آزمایش

1

2

3

4

5

6

7

8

اندازه نانوذرذات (nm)

15

3/13

1/7

4/7

8/3

7/6

9/6

4/7

 

 

نتایج تعیین اندازه نانوذرات طلای سنتز شده: نتایج طیف پراکندگی دینامیکی نور هشت نمونه تیمار شده عصاره بذر بنگ­دانه، ثبت گردید و حاکی از آن است که اندازه نانوذرات طلا سنتز شده توسط عصاره بذر گیاه بنگ­دانه در غلظت، pH، دما و زمان اعمال شده بر اساس جدول 2، تقریبا متفاوت و در محدوده بین 8/3-15 نانومتر بود و 100% از ذرات سنتز شده در هشت نمونه در این محدوده اندازه وجود داشتند (جدول 3).

نتایج تعیین سطوح بهینه به روش تاگوچی: پس از آنالیز داده­های اندازه نانوذرات سنتز شده در 8 نمونه بر اساس جدول 3 توسط نرم افزار Minitab 18، سطح بهینه هر یک از فاکتورهای غلظت، pH، دما و زمان (با توجه به جدول 2)، به هدف سنتز نانوذرات طلا در اندازه کوچک تعیین گردید. در این روش با توجه به شکل4(A) بین چهار سطح مختلف نسبت غلظت نمک طلا به عصاره بذر 100:400 میکرولیتر، 100:500 میکرولیتر، 150:450 میکرولیتر و 200:400 میکرولیتر، بهترین سطح غلظت 150:450 میکرولیتر و در شکل 4(B) از بین دو سطح pH برابر هشت و 10، بهترین سطح 8=pH تعیین شد. در شکل 4(C) در دو دمای 30 و 60 درجه سانتی­گراد، دمای 60 درجه سانتی­گراد به عنوان دمای بهینه تعیین گردید. با توجه به شکل 4(D) بین دو زمان یک و 24 ساعت، یک ساعت به عنوان بهترین زمان، تعیین شد. جدول 4 بیانگر ترتیب اثر فاکتورها در هدف سنتز نانوذرات طلا می­باشد. بر اساس آن، فاکتورهای غلظت، دما، pH و زمان به ترتیب در سنتز نانوذرات کوچک توسط عصاره بذر بنگ­دانه بیشترین تاثیر را داشتند. پس از تعیین سطوح بهینه هر فاکتور، نمونه پنج به نتیجه نهایی نزدیک­تر بوده و همچنین در شکل 2، پیک جذب این نمونه مناسب و در نتیجه آنالیز DLS، اندازه نانوذرات تولید شده در این نمونه 8/3 نانومتر گزارش شده است.

 

 

A

B

C

D

شکل 4- تعیین سطوح بهینه سنتز نانوذرات طلا در اندازه مناسب توسط عصاره بذر بنگ دانه به روش تاگوچی (A) بررسی تاثیر غلظت در سنتز نانوذرات طلا (B) بررسی تاثیر pH در سنتز نانو ذرات طلا (C) بررسی تاثیر دما در سنتز نانو ذرات طلا (D) بررسی تاثیر زمان در سنتز نانوذارت طلا

 

 

جدول 4- متوسط مقادیر سیگنال به اختلال سطوح پارامترها

غلظت

سطوح

00/23-

1

20/17-

2

06/14-

3

08/17-

4

94/8

Delta*

1

Rank

* بیانگر تفاوت بیش­ترین مقدار با کم­ترین مقدار است.

شکل 5، اثر متقابل فاکتورهای غلظت و pH در سنتز نانوذرات طلا در اندازه مناسب را نشان می­دهد که بر اساس آن، سطح 150:450 نمک طلا به عصاره بذر نسبت به سایر سطوح غلظت، در هر دو pH مورد بررسی، به حد مطلوب نزدیک­تر بود، اما 8pH= در سنتز نانوذرات طلا با اندازه کوچک تاثیر زیادی داشت. همچنین سطح غلظت 100:400، منجر به سنتز نانوذرات طلا در اندازه بزرگ شد. شکل 6 نیز همین نتیجه را درباره سطوح غلظت در دو دمای 30 و 60 درجه سانتی­گراد نشان می­دهد. بر اساس آن، در غلظت 150:450 میکرولیتر در هر دو دما نسبت به سایر سطوح غلظت، نانوذرات کوچک­تری سنتز شد. اما دمای 60 درجه سانتی­گراد، به هدف تحقیق نزدیک­تر بود. سطح غلظت 100:400 میکرولیتر، در دمای 30 و 60 کمترین تاثیر را داشت و نانوذرات با اندازه بزرگ سنتز گردید. شکل های 7 و 8 که به ترتیب بیانگر نمودار خطوط تراز نانوذرات طلای سنتز شده توسط عصاره بذر بنگ­دانه تحت غلظت و pH و غلظت و دما می­باشند نیز نتایج شکل های 5 و 6 را تایید می کنند. سطح غلظت 150:450، 8pH=، دمای 60 درجه سانتی­گراد در سنتز نانوذرات طلا در اندازه کوچک موثر بودند. محورهای عمودی شکل 5 و 6 بیانگر میانگین سیگنال به اختلال است و محورهای افقی مربوط به سطوح هر فاکتور تعیین شده در شکل است.

 

 

Levels

Levels

شکل 5- بررسی اثر متقابل غلظت و pH در سنتز نانوذرات طلا توسط عصاره بذر بنگ­دانه: (هر چه میانگین سیگنال بر نویز به عدد مثبت نزدیک باشد به هدف آزمایش نزدیکتر و آن سطح بهینه می باشد.)

 

Levels

Levels

شکل 6- بررسی اثر متقابل غلظت و دما در سنتز نانو ذرات طلا توسط عصاره بذر بنگ­دانه:( هر چه میانگین سیگنال بر نویز به عدد مثبت نزدیک باشد به هدف آزمایش نزدیکتر و آن سطح بهینه می باشد.)

شکل 7- نمودار خط تراز نانوذرات طلا سنتز شده توسط عصاره بذر بنگ­دانه بر اساس غلظت و pH که بیانگر سنتز نانوذرات در محدوده کوچکتر از 5 نانومتر(سبز کم رنگ) تا بزرگتر از 15 نانومتر (سبز پررنگ) تحت تیمار با سطوح متفاوت می­باشد.

 

 

شکل 8 - نمودار خط تراز نانوذرات طلا سنتز شده توسط عصاره بذر بنگ­دانه بر اساس غلظت و دما که بیانگر سنتز نانوذرات در محدوده کوچکتر از 5 نانومتر(سبز کم رنگ) تا بزرگتر از 15 نانومتر (سبز پررنگ) تحت تیمار با سطوح متفاوت می­باشد.

 

 

نتایج پراش اشعه ایکس: برای بررسی صحت حضور و سنتز نانوذرات و تعیین ساختار آن­ها، تکنیک پراش پرتو ایکس از شناخته شده­ترین روش­ها است. طیف XRD پس از تیمار عصاره بذر بنگ­دانه در سطوح بهینه فاکتورهای تعیین شده و سانتریفیوژ نمودن محلول کلوئیدی در دور rpm 20000، خالص­سازی و خشک شدن نانوذرات سنتز شده، ثبت شد. با توجه به شکل 9، پنج پیک با اندیس­های میلر 111، 200، 220، 311 و 222، در موقعیت­های حدود 602/38 درجه، 534/44 درجه، 892/64 درجه، 296/78 درجه و 108/82 درجه وجود داشتند و از آنجا که این پیک­ها در این موقعیت­ها با پیک­های استاندارد طلا همخوانی دارد، لذا با توجه به این طیف، سنتز نانو ذرات طلا توسط عصاره بذر بنگ­دانه تایید گردید ]32[.

 

 

شکل 9- الگوی XRD نانوذرات طلا سنتز شده توسط عصاره بذر بنگ­دانه

 

 

نتایج آنالیز طیف سنج مادون قرمز تبدیل فوریه: به منظور بررسی حضور و اتصال بیومولکول­ها به نانوذرات طلا سنتز شده توسط عصاره بذر بنگ­دانه و تایید نقش آن­ها در کاهش یون طلا، تشکیل و پایداری نانوذرات طلا، از طیف FTIR پودر محلول کلوئیدی نانوذرات طلا سنتز شده استفاده گردید. همچنین به منظور تایید نقش بیومولکول­های موجود در عصاره بذر بنگ­دانه در سنتز نانوذرات طلا، طیف FTIR نمونه خشک شده عصاره بذر بنگ­دانه نیز ثبت گردید. با توجه به شکل 10 طیف FTIR عصاره بذر بنگ­دانه، حضور باندهایی قوی و با شدت جذب بالا در طول موج cm-1 10/3339 و1-cm 85/2926 نشانه حضور O-H و N-H گروه پلی فنولی، فنلی بود. باندهای 03/1660 و 55/1604 نشانه وجود ترکیبات C=O و C=C آمیدی و آلکن­ و باندهای 80/1414، 41/1268 و 67/1050 به ترتیب بیانگر حضور حلقه­های آروماتیک C-C، گروه عاملی C-O کربوکسیلیک، C-N آمین­های چربی­دار و سولفونات­ها بود. همچنین باندهای با طول موج 53/836، 35/610، 31/539 و 79/455 بیانگر حضور حلقه آروماتیک و ترکیبات حاوی C-O و C-N بود. در شکل 10 طیف مربوط به نانوذرات طلا سنتز شده توسط عصاره بذر بنگ­دانه، باند ضعیف 69/3691 نشانه وجود آتین و آمید و باندهای قوی و نازک 68/2928 و 58/2857 نشانه وجود N-H، C-H، O-H و CHO گروه پلی­فنولی و فنلی، آلکین­ها و آلدهیدها بود. پیک نازک و قوی 02/1742 مربوط به C=O ترکیبات سیتریک اسید، آمیدها بود. پیک 07/1169 مربوط به C-O کربوکسیل می­باشد. وجود پیک­های ضعیف دیگر نیز نشانه وجود گروه­های عاملی مختلف مانند آلکن­های آروماتیک  C=C و C-H و ترکیبات حلال در آب مانند فلاونوئیدها، ترپن­ها و پروتئین­های متصل به نانوذرات طلا بود. اما پیک­های قوی مربوط به نانوذرات سنتز شده، بیان کننده حضور ترکیبات فنلی و پلی فنولی، استر و کتونی و الکل و کربوکسیل است که نشانه اتصال این گروه­های عاملی به نانوذرات طلا بود و در نتیجه گروه­های عاملی مربوط به پروتئین­ها، آمینواسیدها، فلاونوئیدها و ترپن­ها و حلقه­های آروماتیکی موجود در عصاره بذر بنگ­دانه موجب کاهش یون­های طلا و تشکیل نانوذرات طلا و همچنین باعث پایداری آنان نیز شد[37,34,23,12,8].

نتایج آنالیز پتانسیل زتا: با توجه به شکل 11 میزان بار الکتریکی موجود در سطح نانوذرات طلا سنتز شده توسط عصاره بذر بنگ­دانه، 8/19- میلی­ولت اندازه­گیری شد که بیانگر نیروی دافعه میان نانوذرات طلا و عدم تجمع و کلوخه شدن آنان است که باعث پایداری نسبی نانوذرات طلای سنتز شده، گردید[13].

 

 

شکل 11- نمودار حاصل از پتانسیل زتا موجود در سطح نانوذرات طلا سنتز شده توسط عصاره بذر بنگ­دانه

 

 

نتایج عکس­برداری میکروسکوپ الکترونی عبوری: عکس TEM نانوذرات طلای سنتز شده در شرایط بهینه توسط عصاره بذر بنگ­دانه در شکل 12 تصویر و بر اساس آن، اندازه نانوذرات طلای سنتز شده در محدوده یک تا 10 نانومتر تعیین شد. در این شکل نانوذرات طلای کروی شکل، از پراکندگی مناسبی برخوردار بودند. این عکس تاییدی بر نتایج FTIR و ZP می­باشد.

 

 

 

 

 

نتایج عکس­برداری میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی: شکل 13، عکس FESEM حاصل از نانوذرات طلای سنتز شده توسط عصاره بذر بنگ­دانه، کروی بودن نانوذرات را تایید نمود. همچنین با توجه به آن، نانوذرات از توزیع یکنواخت و اندازه یکسانی برخوردار بودند. تجمع نیافتن نانوذرات طلا به دلیل بار الکتریکی سطحی گزارش شده توسط آنالیز پتانسیل زتا است. دلیل بافت مشاهده شده در تصویر FESEM، ترکیبات عصاره بذر بنگ­دانه بود که در نتایج طیفXRD  نیز به صورت پیک­های ریز مشاهده شد.

 

 

 

 

 

بحث

محلول نهایی پس از گذشت 10 ثانیه از رنگ سفید شفاف به بنفش تیره تغییر رنگ داد و با گذشت 24 ساعت ثابت ماند. این تغییر رنگ در اکثر مطالعات سنتز زیستی نانوذرات طلا بیانگر رزونانس پلاسمون سطحی طلا است[29,1,46]. در این مطالعه چهار سطح حجم نمک طلا به عصاره بذر، بررسی و غلظت بهینه 150:450 تعیین شد. کاهش غلظت عصاره و نمک طلا در سنتز نانوذرات منجر به اندازه بزرگ و ناپایدار با طیف UV-vis به شکل پهن می­شود اما با افزایش غلظت عصاره و نمک طلا این طیف تیزتر و اندازه نانوذرات کوچک­تر می­شود[29]. اما غلظت نمک طلا در اندازه بیشینه موجب رسوب ذرات و ناپایداری محلول می­شود[31]. یوان و همکاران)  2017) گزارش دادند که با افزایش pH، زمان احیاء یون طلا کاهش می­یابد اما محلول ناپایدار بوده و پس از گذشت یک ساعت رسوب می­دهد[46]. بررسی شکل 5 نشان می­دهد که با افزایش غلظت و افزایش نسبی pH تا میزان 10، اندازه نانوذرات کاهش می­یابد. دمای بهینه واکنش 60 درجه سانتی­گراد تعیین و عکس TEM نانوذرات طلا سنتز شده در دمای 60 درجه سانتی­گراد، نانوذرات طلا کروی با توزیع مناسب نشان داد. نتایج نشان داد که افزایش دما در کاهش زمان سنتز زیستی تاثیر بسزایی دارد اما افزایش بیش از اندازه آن موجب ناپایداری محلول و رسوب ذرات با اندازه بزرگ می­شود. در مطالعه­ای، نانوذرات طلا سنتز شده توسط عصاره گیاهی، در دمای 60 درجه سانتی­گراد، اندازه شش تا 35 نانومتر و توزیع مناسب دارند و با افزایش دما تا 80 درجه سانتی­گراد، زمان سنتز از متوسط یک ساعت به 10 دقیقه کاهش یافت اما ذرات به سرعت ته نشین شدند[46]. زمان بهینه سنتز نانوذرات طلا توسط عصاره بذر بنگ­دانه یک ساعت تعیین شد. زمان بهینه سنتز نانوذرات طلا توسط عصاره زرشک و زعفران در پژوهش ابوترابی و همکاران ) 2016) 24 ساعت تعیین شد و بیان داشتند که این مدت زمان برای احیاء، تشکیل هسته و  تشکیل نانوذرات طلا در اندازه و شکل مطلوب، نیاز است[1]. طیف XRD نمونه بهینه نشان دهنده نانوذرات طلا با ساختار کریستالی مکعب مرکز وجهی می­باشد[4]. پیک­های ریز موجود در طیف XRD نمونه بنگ­دانه ، نتیجه تشکیل کریستال مواد زیستی عصاره در سطح نانوذرات طلا است[29]. نتایج FTIR نمونه بهینه تاثیر ترکیبات آروماتیک حلقوی، فلاونوئیدها، ترپن­ها و آمینواسیدها در کاهش و پوشش گذاری نانوذرات طلا سنتز شده تایید نمود. ترکیبات فلاونوئیدی موجود در عصاره برگ بادنجان تاجریزی (Solannum nigrum) مسئول کاهش یون طلا و گروه کربوکسیل پروتئین­ها به عنوان جاذب سطحی است که از طریق پایداری الکترواستاتیکی به نانوذرات متصل می­شود[30]. نانوذرات طلا با میزان پتانسیل زتا در محدوده بیشتر از 25 میلی­ولت و کمتر از 25- میلی­ولت، تقریبا از پایداری مطلوبی، برخوردار هستند. نانودرات طلا سنتز شده توسط عصاره برگ عناب (Ziziphus zizyphus) و عصاره بذر گل مغربی(Oenotheera biennis)  ، به ترتیب میزان پتانسیل زتا برابر 4/40-  و -8/34 میلی­ولت را داشتند که محلول کلوئیدی حاصل هر دو، پایداری مناسب یا توزیع یکنواخت و بدون تجمع و رسوب پس از شش ماه را نشان داد[29,7]. میزان پتانسیل زتا نانوذرات سنتز شده توسط عصاره بذر بنگ­دانه برابر 8/19- اندازه­گیری شد و نانوذرات حاصل از عصاره بذر بنگ­دانه، از پایداری نسبی برخوردار هستند. نتایج عکس­برداری FESEM نانوذرات سنتز شده تحت شرایط بهینه توسط عصاره بذر بنگ­دانه، کروی بودن و عدم تجمع آنان را تایید کرد. در سنتز زیستی نانوذرات طلا، گیاهان به سه دسته تولید کننده نانوذرات در اندازه 100-150 نانومتر به شکل کروی، نانوذرات طلا در اندازه 50-100 نانومتر مثلثی شکل، نانوذرات طلا در اندازه کم­تر از 50 نانومتر که در داروسازی کاربرد دارند، دسته بندی می­شوند. توسط عصاره بذر بنگ­دانه، نانوذراتی در محدوده اندازه کم­تر از 50 نانومتر سنتز شد که در اندازه مطلوب هدف این پژوهش است و همچنین در داروسازی کاربرد دارند[1]. در پژوهش ژانگ و همکاران نانوذرات طلا توسط کلروپلاست سنتز و در نتایج سم شناسی این پژوهش غیر سمی بودن نانوذرات طلا سنتز زیستی شده تایید گردید[47]. علاوه بر این ، از نانوذرات برای تجزیه رنگهای سمی ، متیلن بلو و قرمز کنگو نیز استفاده می شود. به طور کلی ، مطالعه انجام شده استفاده از نانوذرات سنتز شده سبز را در زمینه های زیست پزشکی و تحلیلی پیشنهاد می کند[18].

  1. Abootorabi Z, Poorgholami M, Hanafi-Bojd MY, Hoshyar R. 2016, Green Synthesis of Gold Nanoparticles Using Barberry and Saffron. Extracts,Modern Care Journal, 13(4).
  2. Akhtar MS, Panwar J, Yun YS . 2013, Biogenic synthesis of metallic nanoparticles by plant extracts, ACS Sustainable Chemistry and Engineering, 1(6):591–602.
  3. Alizadeh A, Moshiri M, Alizadeh J, Balali-Mood M,Alizadeh A, Moshiri M, Alizadeh J, Balali-Mood M. 2014, Black henbane and its toxicity - a descriptive review, Avicenna journal of phytomedicine, 4(5): 297–311.
  4. Aljabali AAA, Akkam Y, al Zoubi MS, Al-Batayneh KM, Al-Trad B, Alrob OA. 2018, Synthesis of gold nanoparticles using leaf extract of ziziphus zizyphus and their antimicrobial activity, Nanomaterials, 8(3).
  5. Antony J .2003, Design of Experiments for Engineers and Scientists, Design of Experiments for Engineers and Scientists,1–152.
  6. Antony J, Kaye M, Frangou AA.1998, strategic methodology to the use of advanced statistical quality improvement techniques, TQM Magazine, 10(3):169–176.
  7. Asadi M, Baghizadeh A,2020, Optimization and characterization of biosynthesized gold nanoparticles by Oenothera biennis seed extract using taguchi method, J. Med. Plants 2020; 19 (75) :102-117
  8. Ashokkumar R, Ramaswamy M. 2014, Phytochemical screening by FTIR spectroscopic analysis of leaf extracts of selected Indian Medicinal plants, Int J Curr Microbiol App Sci, 3(1):395–406.
  9. Atashgar K. 2018, Introduction to: Design of Experiment and Taguchi method (DOE), Malek Ashtar University of Technology. undefined-433.
  10. Bazaoui A, Bellimam MA, Lançar IT, Soulaymani A. 2012, Gas-liquid chromatography-mass spectrometry investigation of tropane alkaloids in Hyoscyamus albus L. from Morocco, Zeitschrift fur Naturforschung. C,Journal of biosciences, 67(9–10):461–5.
  11. Begum S, Saxena B, Goyal M, Ranjan R, Joshi VB, Rao C V, Begum S, Saxena B, Goyal M, Ranjan R, Joshi VB, Rao C V.2010, Study of anti-inflammatory, analgesic and antipyretic activities of seeds of Hyoscyamus niger and isolation of a new coumarinolignan, Fitoterapia, 81(3):178–84.
  12. Castro L, Blázquez ML, Muñoz JA, González F, García-Balboa C, Ballester A. 2011, Biosynthesis of gold nanowires using sugar beet pulp,Process Biochemistry, 46(5):1076–82.
  13. Clogston JD, Patri AK. 2011, Zeta Potential Measurement, Methods in molecular biology (Clifton, NJ) [Internet], 697:63–70.
  14. Dhand C, Dwivedi N, Loh XJ, Jie Ying AN, Verma NK, Beuerman RW. 2015, Methods and strategies for the synthesis of diverse nanoparticles and their applications: A comprehensive overview, RSC Advances, 5(127):105003–37.
  15. Dominique JE, Gérard C. 2006, Myostatin regulation of muscle development: Molecular basis, natural mutations, physiopathological aspects,Experimental Cell Research, 312(13):2401–14.
  16. Dwivedi AD, Gopal K. 2010, Biosynthesis of silver and gold nanoparticles using Chenopodium album leaf extract, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 369(1–3):27–33.
  17. Esch PM, Moor C, Schmid B, Albertini S, Hassler S, Donzé G. 2010, Nanotechnology Roadmap Technology Area 10, NASA, 13(3–4):41–56.
  18. Guliani A, Kumari A, Acharya A. 2021, Green synthesis of gold nanoparticles using aqueous leaf extract of Populus alba: characterization, antibacterial and dye degradation activity, International Journal of Environmental Science and Technology,18(1), DOI: 10.1007/s13762-020-03065-5
  19. Hojjati M, Taji F, Rafieian M. 2012, The effect of hydro-alcoholic extract of Hyoscyamus niger seeds on learning and short-term memory in Balb/c Mice, Quarterly Journal of Sabzevar University of Medical Sciences, 19(3):258–66.
  20. Hu M, Chen J, Li ZY, Au L, Hartland G v., Li X. 2006, Gold nanostructures: Engineering their plasmonic properties for biomedical applications, Chemical Society Reviews, 35(11):1084–94.
  21. Jeevanandam J, Barhoum A, Chan YS, Dufresne A, Danquah MK. 2018, Review on nanoparticles and nanostructured materials: History, sources, toxicity and regulations, Beilstein Journal of Nanotechnology, 9(1):1050–74.
  22. Khlebtsov N, Dykmana L. 2011, Biodistribution and toxicity of engineered gold nanoparticles: A review of in vitro and in vivo studies, Chemical Society Reviews, 40(3):1647–71.
  23. Leaf A, Schum VK. 2012, Functional groups prediction and elemental analysis of ethyl , Advances in bioresearch, 3:62–5.
  24. Li X, Xu H, Chen ZS, Chen G. 2011, Biosynthesis of nanoparticles by microorganisms and their applications, Journal of Nanomaterials, Article ID 270974 | https://doi.org/10.1155/2011/270974.
  25. Malik P, Shankar R, Malik V, Sharma N, Mukherjee TK. 2014, Green Chemistry Based Benign Routes for Nanoparticle Synthesis, Journal of Nanoparticles, Article ID 302429 | https://doi.org/10.1155/2014/302429.
  26. Mittal AK, Chisti Y, Banerjee UC. 2013, Synthesis of metallic nanoparticles using plant extracts, Biotechnology Advances Elsevier, 346–356.
  27. Mohanpuria P, Rana NK, Yadav SK. 2008, Biosynthesis of nanoparticles: Technological concepts and future applications, Journal of Nanoparticle Research, 10(3):507–17.
  28. Murphy CJ, Gole AM, Stone JW, Sisco PN, Alkilany AM, Goldsmith EC. 2008, Gold nanoparticles in biology: Beyond toxicity to cellular imaging, Accounts of Chemical Research, 41(12):1721–30.
  29. Muthuvel A, Adavallan K, Balamurugan K, Krishnakumar N.2014, Biosynthesis of gold nanoparticles using Solanum nigrum leaf extract and screening their free radical scavenging and antibacterial properties, Biomedicine and Preventive Nutrition, 4(2):325–32.
  30. Muthuvel A, Adavallan K, Balamurugan K, Krishnakumar N. 2014, Biosynthesis of gold nanoparticles using Solanum nigrum leaf extract and screening their free radical scavenging and antibacterial properties, Biomedicine & Preventive Nutrition, 4(2):325–32.
  31. Pandey S, Oza G, Kesarkar R, Gupta A, Vishwanathan M, Shah R. 2012, Taguchi Optimization Method for Tuning Aspect Ratios for Synthesis of Gold Nano Rods, Scholars Research Library Archives of Applied Science Research, 4(2):965–70.
  32. Patra JK, Baek KH. 2014, Green Nanobiotechnology: Factors Affecting Synthesis and Characterization Techniques, Journal of Nanomaterials. Article ID 417305 | https://doi.org/10.1155/2014/417305.
  33. Rauwel P, Rauwel E. 2017, Emerging Trends in Nanoparticle Synthesis Using Plant Extracts for Biomedical Applications, Global Journal of Nanomedicine, 1(3).
  34. razmi arash, nikkhah maryam, Bagheri A, Malekzadeh Shafaroudi S, Shams bakhsh M. 2017, Green syntesis of spherical gold nano particle by Water cress,Modares Journal of Biotechnology, 8(1):60–70.
  35. Sajeli Begum A. 2010, Bioactrve non-alkaloidal secondary metabolites of Hyoscyamus niger Linn. Seeds: A review, Research Journal of Seed Science, 3(4):210–7.
  36. Senzel A. 1970, Joint Committee on powder difraction standards, Analytical Chemistry, 42(11):81A-81A.
  37. Shabestarian H, Homayouni-Tabrizi M, Soltani M, Namvar F, Azizi S, Mohamad R. 2016, Green Synthesis of Gold Nanoparticles Using Sumac Aqueous Extract and Their Antioxidant Activity, Materials Research, 20(1):264–70.
  38. Shah M, Fawcett D, Sharma S, Tripathy SK, Poinern GEJ. 2015, Green synthesis of metallic nanoparticles via biological entities, Materials, 8(11):7278–308.
  39. Shankar SS, Rai A, Ahmad A, Sastry M. 2004, Rapid synthesis of Au, Ag, and bimetallic Au core-Ag shell nanoparticles using Neem (Azadirachta indica) leaf broth, Journal of Colloid and Interface Science, 275(2):496–502.
  40. Singh M, Kumar M, Kalaivani R, Manikandan S, Kumaraguru AK. 2013, Metallic silver nanoparticle: A therapeutic agent in combination with antifungal drug against human fungal pathogen, Bioprocess and Biosystems Engineering, 36(4):407–15.
  41. Taguchi G. 1978, Off-Line and On-Line Quality Control Systems. Proceedings of the International Conference on Quality Control, Tokyo.
  42. Verma A, Tyagi S, Verma A, Singh J, Joshi P. 2017, Optimization of Different Reaction Conditions for the Bio-Inspired Synthesis of Silver Nanoparticles Using Aqueous Extract of Solanum nigrum Leaves, Journal of Nanomaterials & Molecular Nanotechnology, 06(02). DOI: 10.4172/2324-8777.1000214.
  43. Yao AWL, Chi SC. Analysis and design of a Taguchi-Grey based electricity demand predictor for energy management systems, Energy Conversion and Management, 45(7–8):1205–17.
  44. Yasin J. 1985, Flora of Pakistan, Pakistan Agricultural Research Council, undefined-168.
  45. Yeh YC, Creran B, Rotello VM. 2012, Gold nanoparticles: Preparation, properties, and applications in bionanotechnology, Nanoscale, 4(6):1871–80.
  46. Yuan CG, Huo C, Yu S, Gui B.2017,Biosynthesis of gold nanoparticles using Capsicum annuum var. grossum pulp extract and its catalytic activity, Physica E: Low-Dimensional Systems and Nanostructures, 85:19–26.
  47. Zhang YX, Zheng J, Gao G, Kong YF, Zhi X, Wang K. 2011, Biosynthesis of gold nanoparticles using chloroplasts, International journal of nanomedicine, 6:2899–906.
Cellular and Molecular Research (Iranian Journal of Biology)
Volume 38, Issue 1
Spring 2025
Pages 1-15

  • Receive Date 25 October 2021
  • Revise Date 08 April 2022
  • Accept Date 02 August 2022