Détection d'Ag+ toxique basée sur la formation de nanostructures de coque centrale Au@Ag à l'aide de la synthèse assistée par l'acide tannique de nanoparticules d'or stabilisées au pullulane

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 1844 (2023) Citer cet article

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Ici, une stratégie de détection colorimétrique sensible est proposée pour la détection Ag+, basée sur l'utilisation d'une synthèse respectueuse de l'environnement de nanoparticules d'or (AuNP), à température ambiante, en utilisant (l'acide tannique, TA) comme réducteur et le pullulane (PUL) comme agent stabilisant. . La solution colloïdale (TA/PUL-AuNPs), dans les conditions de synthèse optimales, a montré une absorbance maximale à 529 nm avec une couleur rouge baie. TEM et FESEM ont validé que les particules sont sphériques et monodispersées, tandis que d'autres résultats de caractérisation ont élucidé le rôle du pullulane dans la nano-synthèse. L’ajout d’Ag+ à la sonde (TA/PUL-AuNPs), pH 11, a entraîné des changements de couleur à l’œil nu, en raison de la formation de nanostructures de coque centrale Au@Ag. De plus, l’Ag+ ajouté est réduit en AgNP, à la surface de la sonde TA/PUL-AuNPs. Un déplacement hypsochrome du maximum d'absorption, de 529 à 409 nm, a été observé, tandis que (AAg+-Abl) à 409 nm présentait une linéarité avec les concentrations d'Ag+, de 0,100 à 150 µM. La limite de détection estimée était de 30,8 nM, ce qui est bien inférieur à la limite acceptable de 0,930 µM de l'agence de réglementation. La sonde TA/PUL-AuNPs a été testée plus en détail pour la détection d'Ag+ dans des échantillons d'eau de lac, et elle a affiché des performances de détection satisfaisantes pour des applications d'échantillons réels.

Les pollutions humaines, sanitaires et environnementales résultant d’une exploitation non surveillée des ressources sont inquiétantes. Lorsqu’il y a un déséquilibre dans l’utilisation des ressources, au-delà de la capacité de la nature à se reconstituer, il y a forcément des conséquences négatives manifestes. La pollution par les métaux lourds (ML) est assez répandue, en particulier dans les matrices environnementales courantes (air, eau et sol), en raison des activités induites par l'homme. Les HM sont des métaux de densité supérieure à 5 kg/m31. Ils présentent un intérêt majeur, de par leur toxicité pour l'homme et les animaux. Les ML d'importance significative comprennent Ag, Hg, Cd. Pb, As, Au, Cu et Ni. Parmi les HM répertoriés, un vif intérêt est porté à l’ion argent (Ag+), qui n’est peut-être pas étranger aux effets éco-physiologiques de la contamination Ag+2. De plus, l’incorporation d’Ag+ dans les produits de consommation humaine en raison de ses propriétés antibactériennes a entraîné une pollution accrue des plans d’eau. Dans le système humain, Ag+ peut se lier fortement aux protéines, aux acides aminés et aux acides nucléiques, en raison de son affinité avec les groupes sulfhydryle, formant ainsi des complexes pouvant induire des effets délétères sur le fonctionnement optimal de notre système corporel. Cela peut causer des dommages à la santé des cellules nerveuses, une pigmentation de la peau et un système immunitaire affaibli3,4. En conséquence, la nécessité d’une surveillance compatissante de l’Ag+ dans l’environnement a continué de susciter l’intérêt des scientifiques. En fait, la limite maximale admissible d’Ag+ dans l’eau potable est fixée à 0,93 µM par l’Agence américaine de protection de l’environnement (USEPA)5.

Les méthodes de détection signalées pour Ag+ sont la spectrométrie de masse à plasma inductif (ICP-MS)6 et la spectroscopie d'absorption/émission atomique (AAS/AES)7,8. Méthodes électrochimiques utilisant des électrodes soigneusement fabriquées9,10, tests de détection basés sur la fluorescence11,12. D’autres incluent des analyses colorimétriques basées sur des nanoparticules métalliques (MNP)13,14,15. Ces méthodes sont capables de quantifier de manière fiable l’Ag+. Cependant, certains défis inhérents à la stratégie de détection nécessitent une méthode plus efficace, plus simple et plus respectueuse de l’environnement, avec de meilleures performances de détection. L’utilisation de matériaux respectueux de l’environnement dans la fabrication des nanomatériaux, qui peuvent réduire certains de leurs profils de toxicité inhérents, a attiré une grande attention au cours des dernières décennies16,17. Cela nous a motivé à utiliser du TA et du PUL, des matériaux d'origine respectivement végétale et animale, d'un respect incontestable de l'environnement. Ainsi, la stratégie de synthèse actuelle s’inscrit dans le cadre de la chimie verte vigoureusement poussée.