Зеленый синтез наночастиц оксида меди и его эффективность в деградации антибиотика рифампицина

Aug 24, 2023

Том 13 научных докладов, Номер статьи: 14030 (2023) Цитировать эту статью

1 Альтметрика

Подробности о метриках

В последнее время зеленые нанотехнологии приобрели популярность при синтезе металлических наночастиц благодаря их экономичности, простоте приготовления и экологичности. В настоящем исследовании наночастицы оксида меди (НЧ CuO) были получены с использованием водного экстракта цельного растения Parthenium hysterophorus в качестве восстанавливающего, стабилизирующего и блокирующего агента. НЧ CuO были охарактеризованы с помощью УФ-Вид-спектроскопии, инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR), порошковой рентгеновской дифракции (XRD), сканирующей электронной микроскопии (SEM), трансмиссионной электронной микроскопии (TEM) и динамического рассеяния света (DLS). УФ-Вид спектры НЧ CuO показали появление полосы поверхностного плазмонного резонанса при 340 нм. FTIR-анализ выявил наличие вторичных метаболитов на поверхности НЧ CuO, при этом была идентифицирована характерная полоса растяжения Cu–O при 522 см–1. Сканирующие электронные микрофотографии и трансмиссионные электронные микрофотографии показали, что наночастицы CuO имели почти сферическую форму со средним размером частицы 59,99 нм, полученным на микрофотографии SEM. Моноклинная кристаллическая структура НЧ CuO была подтверждена с помощью рентгеноструктурного анализа, а размер кристаллитов, рассчитанный по уравнению Шеррера-Дебая, составил 31,58 нм. ДРС показала наличие агломерации наночастиц, что выявило однородность НЧ CuO. Кроме того, была исследована способность к деградации биосинтезированных наночастиц в отношении антибиотика рифампицина. Результаты показали, что оптимальная эффективность разложения рифампицина на уровне 98,43% была достигнута при температуре 65 ℃, дозе 50 мг НЧ CuO, концентрации раствора рифампицина 10 мг/л и растворе рифампицина при pH 2 за 8 минут. На основании этого исследования можно сделать вывод, что НЧ CuO, синтезированные из водного экстракта Parthenium hysterophorus, перспективны для устранения загрязнения окружающей среды антибиотиками. В этом свете исследование сообщает, что зеленый синтез НЧ CuO, опосредованный партениумом гистерофором, может эффективно бороться с загрязнением окружающей среды экономически эффективными, экологически чистыми и устойчивыми способами.

Нехватка воды остается одной из глобальных проблем, затрагивающих большую часть населения мира, поскольку документально подтверждено, что около 26% (2 миллиарда человек) не имеют доступа к безопасной питьевой воде, согласно отчету ЮНЕСКО за 2023 год1. В докладе далее указывается, что 2–3 миллиарда человек во всем мире испытывают нехватку воды, и, по прогнозам, в ближайшие годы дефицит воды увеличится. Сообщается, что около половины населения планеты рискует столкнуться с нехваткой воды2. В отчете, опубликованном во время Международной конференции по повестке дня в области здравоохранения в Африке (AHAIC2023), показано, что климатические изменения усугубили проблему нехватки воды в Африке3. Климатические изменения влияют на запасы воды на суше, еще больше усугубляя дефицит воды и приводя к глобальному водному кризису. В условиях кризиса нехватки воды загрязнение воды активными фармацевтическими соединениями (API), такими как антибиотики, классифицируемые как новые загрязнители, продолжает расти3,4,5. Путями поступления антибиотиков в окружающую среду (почву или поверхностные воды) являются инфильтрация с очистных сооружений и бытовые сбросы человеческих экскрементов6,7,8. Эти антибиотики оказывают пагубное воздействие на людей и водные экосистемы, что объясняется их более высокими концентрациями, превышающими прогнозируемые концентрации в окружающей среде8. Существование антибиотиков в окружающей среде способствует распространению устойчивости к противомикробным препаратам9,10,11, а их низкие концентрации трудно удалить с помощью обычных очистных сооружений12. Всемирная организация здравоохранения объявила это сопротивление кризисом общественного здравоохранения, ставящим под угрозу методы лечения растущего бремени болезней13. Другой потенциальный вред, причиняемый антибиотиками окружающей среде, связан с их вмешательством в физиологические процессы при поглощении растениями, следовательно, с распространением экотоксичного эффекта7.