Green synthesis of metal nanoparticles and their applications as plasmonic substrates

Abstract

Gold nanoparticles (GNPs) have been widely used in diagnostic, tissue engineering, and drug delivery fields, in the last decades. Generally, reducing gold salts to zero valent gold has been accomplished by harsh chemicals and strong reducing agents, which cause toxicity and eventually limiting the bioapplications. Green synthesis is a newly developing methodology to synthesize GNPs. Especially natural products and plants extracts are commonly preferred for green synthesis based on their natural content. Biological molecule-capped GNPs, are more biofriendly and biocompatible nano-materials that can be used for varied applications.1-3 Sensor applications; varying from biosensing to environmental analysis, are an important field that GNPs were intensively utilized.4-5 Cyanide ion (CN-) has been considered as one of the main pollutants of water, because of its rapid discharge. CN- is currently being used in industry such as; polymer synthesis6, noble metal mining7, pest control8, plastics production etc., at large scale. However, there is an unmet need for CN- detection and monitoring. Colorimetric detection of CN- that utilizes GNPs has been done by several researchers.9-10 However, in all these studies reduction of GNPs were done by strong reducing agents. Green synthesis of GNPs eliminates the toxic side-products that can be harmful to both environment and human health. To overcome this problem green synthesized GNPs were used to establish the sensor platform, which can be further employed for CN- detection. Oxidation of GNPs in the presence of cyanide molecules is a direct-forward, colorimetric and optical method that requires no toxic chemicals; therefore it is a greener approach towards CN- detection in water resources.

Altın nanoparçacıklar (GNP'ler) son yıllarda tanı, doku mühendisliği ve ilaç iletimi alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Genel olarak, altın tuzlarının sıfır değerlikli altınlara indirgenmesi, sert kimyasallar ve güçlü indirgeyici ajanların kullanılmasıyla yapılmasından kaynaklı toksisiteye neden olur ve sonuç olarak biyo-uygulamalarını sınırlar. Yeşil sentez, GNP'lerin sentezlenmesi için yeni bir metodolojidir. Özellikle doğal ürünler ve bitki özleri, doğal içeriğine göre yeşil sentez için tercih edilir. Biyomoleküler kaplı GNP'ler, çeşitli uygulamalar için kullanılabilen biyouyumlu nanomalzemelerdir. GNP'lerin yoğun kullanım alanları sensör uygulamaları ve biyosensörden çevre analizine kadar değişkenlik gösterir. Siyanür iyonu (CN-), hızlı deşarjı nedeniyle suyun ana kirleticilerden biri olarak kabul edilir. CN - farklı sektörlerde kullanılmaktadır: Polimer sentezi, soy metal madenciliği, böcek kontrolü, plastik üretimi, vb. Bununla birlikte, CN- tespit ve izleme için karşılanmamış bir ihtiyaç vardır. GNP’ları kullanarak siyanürün kolorimetrik belirlenmesi pek çok araştırmacı tarafından yapılmıştır. Bununla birlikte, tüm bu çalışmalarda, GNP'lerin indirgenmesi güçlü indirgeyici maddeler tarafından yapılmıştır. GNP'ların yeşil sentezi, hem çevreye hem de insan sağlığına zararlı olabilecek zehirli yan ürünleri ortadan kaldırır. Yeşil sentezlenmiş GNP’ların CN- algılamasında kullanılması, tüm bu sorunları çözebilmek amaçlı yeni bir platform oluşturur. Sodyum oksitlerin varlığında GNP’ların oksidasyonu, toksik kimyasallar gerektirmeyen doğrudan kullanılabilir, kolorimetrik ve optik bir yöntemdir; bu nedenle su kaynaklarında CN- tespiti için daha yeşil bir yaklaşımdır.