88
ИК-СПЕКТРОСКОПИЯ ОБРАЗЦОВ НАНОЧАСТИЦ ОКСИДА ЦИНКА
И.Б.Шерматова
Ш.А.Хамидуллаев
Л.Д.Куранбоева
Ташкентский Фармацевтический институт
*е-mail: iroda.shermatova.94@mail.ru
https://doi.org/10.5281/zenodo.13784931
Ключевые слова:
нанотехнология, субстанция, наночастицы цинка оксида, метод
зеленого синтеза.
Введение.
Наночастицы металлов – уникальный класс веществ не только из-за их
малых размеров, сопоставимых с диаметром вирусов, но и большого соотношения
площади поверхности к объему в сравнении с более крупными частицами или
цельным веществом. Это обуславливает появление у наночастиц необычных свойств:
механических,
биологических,
каталитической
активности,
тепло-
и
электропроводности, оптического поглощения, иной пространственной структуры
молекулы и ряду других [1, 2]. Уникальные свойства наночастиц металлов объясняют
факт все большего применения данных веществ в разных областях жизнедеятельности
человека, в том числе в биологии, электронике, фотонике, солнечной энергетике и
медицине [3]. Среди большого разнообразия наночастиц металлов наночастицы
оксида цинка (ZnO) обладают такими важными свойствами, как сильная химическая и
физическая стабильность, высокая каталитическая активность, а также интенсивная
адсорбция ультрафиолетового и инфракрасного излучения [5]. Были выявлены также
уникальные оптические, пьезоэлектрические и магнитные свойства наночастиц
данного металла [6]. В настоящее время эти наночастицы используются при создании
новых косметическихсредств, в электронике, оптике, радиоэлектронной связи, охране
окружающей среды, фармакологии, биологии и медицине [7]. Особенно хорошо в
медицине наночастицы оксида цинка применяются как противомикробное средство.
Растительные экстракты, используемые для синтеза наночастиц металлов
содержат большое количество вторичных метаболитов, которые обладают
окислительно-восстановительным
потенциалом
и
выполняют
функцию
восстановителей и стабилизаторов наночастиц. К растительным метаболитам
относятся сахара, алкалоиды, терпеноиды, белки, полифенольные кислоты и
флавоноиды. В процессе синтеза наночастиц эти биоактивные соединения играют
различную роль.
В связи с этим, мы сочли целесообразным ИК спектроскопическое изучение
экстрактов Scutellaria Iscandera L. и растворов наночастиц оксида цинка в присутствии
экстрактов лекарственных растений.
Целью данной работы
ИК-спектроскопическое изучение образцов наночастиц
оксида цинка.
Результаты:
Для исследования мы взяли готовую суспензию наночастиц оксида
цинка полученную с помощью Scutellaria Iscandera L. методом зеленого синтеза.
Суспензию высушили с помощью лиофильной сушки и использовали в качестве
материала для анализа.
89
Рисунок-1.
ИК-спектроскопический снимок субстанции с наночастицами оксида
цинка
В спектре можно выделить следующие характерные области поглощения: 1640-
1560 см
-1
, 1055 см
-1
, 400-890 см
-1
и область вблизи 3580 см
-1
.
ИК-Фурье выявило наличие характерного пика около 523 см-
1
, который указывал
на образование наноструктуры оксида цинка.
Колебательные пики, наблюдаемые около 3580 см
-1
относиться к гидроксильным
(ОН) группам. Проявляется в виде узкой полосы в спектрах разбавленных растворов в
инертных растворителях или в газовой фазе. При образовании водородной связи
частота колебаний уменьшается, а полосы уширяются. Иногда свободная и связанная
водородными связями формы наблюдаются одновременно.
Снятые ИК-спектры показали наличие колебательные пики при 1640 см
-1
и 1560
см
-1
соответствовали изгибу к H-O-H группе.
Во спектре исследуемого образца присутствует широкая полоса поглощения в
области 1750 см
-1
, которая относится к валентным колебаниям ОН-групп в спиртах и
фенольных соединениях.
Полосы поглощения в области 1055-870 см
-1
соответствует растяжению группы С-
О-С простые эфиры и ацетали.
Полосы поглощения при 400-890 см
-1
характеризует различные связи
пиранозного кольца.
При этом полоса поглощения при 1640 см
-1
соответствует выраженным
карбонильным фрагментам белков. Эти результаты указывают на то, что
карбонильная группа белков сильно адсорбирована на металлах. Это свидетельствует
о том, что белки могли также образовывать слой с биоорганическими соединениями,
обеспечивающими взаимодействие с биосинтезируемыми наночастицами, а вторичная
структура не была затронута во время реакции с ионами цинка или после связывания с
наночастицами оксида цинка [4].
Упомянутые выше пики подтверждают наличие в растительном экстракте
фитохимических веществ, таких как терпеноиды и фенольные соединения, которые
участвовали в восстановлении и стабилизации наночастиц оксида цинка.
Заключение:
В ходе проведенных опытов мы доказали что исследуемый образец
в своем составе содержит наночастицы оксида цинка. С использованием метода ИК-
спектрофотометрии показано, что такие растительные метаболиты, как сахара,
терпеноиды, полифенолы, алкалоиды, фенольные кислоты и белки, играют важную
роль в восстановлении ионов металла до наночастиц и в обеспечении их последующей
стабильности. Было высказано предположение, что контроль размера и морфологии
90
наноструктур может быть связан с взаимодействием этих биомолекул с ионами
металлов.
References:
1.
Daniel, M. C. Gold nanoparticles: assembly, supramolecular chemistry, quantum-size-
related properties, and applications toward biology, catalysis, and nanotechnology / M. C.
Daniel, D. Astruc // Chem. Rev. – 2004. – Vol. 104, iss. 1. – P. 293-346. – doi:
10.1021/cr030698+.
2.
Self-assembling nanoclusters in living systems: application for integrated photothermal
nanodiagnostics and nanotherapy / V. P. Zharov [et al.] // Nanomedicine. – 2005. – Vol. 1, iss.
4. – P. 326-345. – doi: 10.1016/j.nano.2005.10.006.
3.
Tuning the combined magnetic and antibacterial properties of ZnO nanopowders
through Mn doping for biomedical applications / K. Ravichandran [et al.] // J. Magn. Magn.
Mater. – 2014. – Vol. 358-359. – P. 50-55. – doi:10.1016/j.jmmm.2014.01.008.
4.
Siregar, T. M. Characteristics and Free Radical Scavenging Activity of Zinc Oxide (ZnO)
Nanoparticles Derived from Extract of Coriander (Coriandrum sativum L.) / T. M. Siregar, A. H.
Cahyana, dan R. J. Gunawan // Reaktor. 2017. 17 (3). P. 144-150.
5.
Gusev AI. Nanomaterials, nanostructures, nanotechnology Moscow, RF: Fizmatlit; 2005.
416 р. (In Russ.)
6.
Marcus, C. N. ZnO tetrapod nanocrystals / C. N. Marcus, A. W. Paul // J. Mater. Today. –
2007. – Vol 10, iss. 5. – P. 50-54. – doi: 10.1016/S1369-7021(07)70079-2.
7.
Role of size scale of ZnO nanoparticles and microparticles on toxicity toward bacteria
and osteoblast cancer cells / S. Nair [et al.] // J. Mater. Sci. Mater. Med. – 2009. – Vol. 20, suppl.
1. – P. S235-S241. – doi: 10.1007/s10856-008-3548-5.
