Tổng hợp xanh các vật liệu nano hỗ trợ bởi Calotropis gigantea và các ứng dụng của chúng: Một bài tổng quan

Shriniwas P. Patil1
1Department of Pharmacognosy, SCES’s Indira College of Pharmacy, Pune, 411 038, India

Tóm tắt

Tóm tắt Thông tin nền tảng

Công nghệ nano đã nhận được động lực to lớn trong kỷ nguyên công nghệ đang nổi lên hiện nay, bằng cách mở ra một kho tàng ý tưởng khoa học để đối phó với những thách thức hàng ngày trong phát triển công nghệ. Đến nay, nhiều tính chất và vô vàn ứng dụng của vật liệu nano đã được khám phá, và thậm chí được chứng minh dựa trên hình dạng, kích thước, diện tích bề mặt và hóa học bề mặt đặc trưng.

Nội dung chính

Trong thời gian qua, đã có nhiều nỗ lực được thực hiện để tổng hợp vật liệu nano xanh, sử dụng chiết xuất từ thực vật. Calotropis gigantea (L.) R. Br là một loại thực vật thuộc họ Apocynaceae, đã được sàng lọc và chứng minh có nhiều hoạt tính dược lý khác nhau, nhờ vào các hợp chất thực vật phân cực như flavonoid, lignan và terpenoid. Bài đánh giá này tập trung vào các hợp chất thực vật đã được báo cáo từ các bộ phận khác nhau của cây; hoạt tính dược lý được thể hiện; tổng hợp xanh vật liệu nano, đặc biệt là các hạt nano kim loại được tổng hợp xanh bằng cách thúc đẩy phản ứng của phân tử/thành phần cho ion kim loại và chiết xuất nước từ lá hoặc hoa của C. gigantea và các ứng dụng sinh học hoặc phi sinh học của chúng. Việc sử dụng C. gigantea trong chế tạo vật liệu nano là một phương pháp thân thiện với môi trường và an toàn. Các hợp chất chuyển hóa thứ cấp có tác dụng như chất ổn định cho vật liệu nano. Nanoparticle sulfide cadmium, titanium dioxide, nickel và nickel oxide được tổng hợp từ C. gigantea cho thấy hiệu quả chống vi khuẩn tốt hơn so với chiết xuất. Nanoencapsulated hạt nano magnesium oxide tránh được sự phân hủy sinh hóa của MgO; tăng cường khả năng sinh học của nó và được xác nhận là có lợi trong bệnh tiểu đường loại II. Hạt nano đồng oxit được áp dụng trong pin mặt trời nhạy cảm với thuốc nhuộm. Hạt nano bạc cho thấy tính độc tế bào tốt hơn trong tế bào HeLa. Các hạt nano sắt không trị giá hỗ trợ bằng vật liệu sinh học và hạt nano oxit thiếc đã chứng minh có khả năng sử dụng trong lọc nước. Các hạt nano phosphor Eu3+ doped Y2SiO5 được tổng hợp xanh có tọa độ màu sắc đáng kể và nhiệt độ màu trung bình tương quan, vì vậy chúng được ứng dụng trong màn hình hiển thị.

Kết luận

Đa dạng vật liệu nano bao gồm hạt nano và nanophosphor có thể được tổng hợp sinh học thành công từ chiết xuất hoặc nhựa cây Calotropis gigantea. Các vật liệu nano được tổng hợp xanh này có nhiều ứng dụng trong hệ thống chăm sóc sức khỏe và công nghệ.

Tóm tắt đồ họa

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Antonietti M (2016) Small is beautiful: challenges and perspectives of nano/meso/microscience. Small. 12(16):2107–114

Na Y, Yang S, Lee S (2014) Evaluation of citrate-coated magnetic nanoparticles as draw solute for forward osmosis. Desalination 347:34–42

Davar F, Fereshteh Z, Salavati-Niasari M (2009) Nanoparticles Ni and NiO: synthesis, characterization and magnetic properties. J Alloys Compd 476(1–2):797–801

Kreyling WG, Semmler-Behnke M, Chaudhry Q (2010) A complementary definition of nanomaterial. Nano Today 5(3):165–168

Krishnamurthy N, Vallinayagam P, Madhavan D (2014) Engineering chemistry. PHI Learning Pvt Ltd, Delhi

Rahman MA, Wilcock CC (1991) A taxonomic revision of Calotropis (Asclepiadaceae). Nord J Bot 11(3):301–308

Lhinhatrakool T, Sutthivaiyakit S (2006) 19-nor- and 18, 20- epoxycardenolides from the leaves of Calotropis gigantea. J Nat Prod 69:1249–1251

Seeka C, Sutthivaiyakit S (2010) Cytotoxic Cardenolides from the leaves of Calotropis gigantea. Chem Pharm Bull 58(5):725–728

Nguyen KDH, Dang PH, Nguyen HX, Nguyen MTT, Awale S, Nguyen NT (2017) Phytochemical and cytotoxic studies on the leaves of Calotropis gigantea. Bioorg Med Chem Lett 27:2902–2906

Habib MR, Karim MR (2009) Antimicrobial and cytotoxic activity of Di-(2-ethylhexyl) phthalate and anhydrosophoradiol-3-acetate isolated from Calotropis gigantea (Linn.) flower. Mycobiology 37(1):31–36

Sen S, Sahu NP, Mahato SB (1992) Flavonol glycosides from Calotropis gigantean. Phytochemistry 31(8):2919.2921

Lakshminarayana G, Rao KS, Pantulu AJ, Gupta DR (1988) Surface and Internal Lipids of Calotropis gigantea L. Leaves. Fat Sci Technol 90(Jahrgang Nr.2):65–67

Ali M.; Gupta J; Indian J. Chem., Sect. B: Org. Chem. Incl. Med. Chem. 38 (1999) 7, 877–881;

Kadiyal M, Ponnusankar S, Elango K (2013) Calotropis gigantiea (L.) R. Br (Apocynaceae): a phytochemical and pharmacological review. J Ethnopharmacol 150(1):32–50

Pathak AK, Argal A (2007) Analgesic activity of Calotropis gigantea flower. Fitoterapia 78:40–42

Habib MR, Karim MR (2013) Effect of anhydrosophoradiol-3-acetate of Calotropis gigantea (Linn.) flower as antitumoric agent against Ehrlich’s ascites carcinoma in mice. Pharmacol Rep 65:761–767

Ishnava KB, Chauhan JB, Garg AA, Thakkar AM (2012) Antibacterial and phytochemical studies on Calotropis gigantia (L.) R. Br. Latex against selected cariogenic bacteria. Saudi J Biol Sci 19:87–91

Pattnaik PK, Dattatreya KD, Chhatoi H, Shahbazi S, Ghosh G, Kuanar A (2017) Chemometric profile & antimicrobial activities of leaf extract of Calotropis procera and Calotropis gigantea. Nat Prod Res 31(16):1954–1957

Chitme HR, Chandra R, Kaushik S (2005) Evaluation of antipyretic activity of Calotropis gigantea (Asclepiadaceae) in experimental animals. Phytother Res 19:454–456

Habib MR, Karim MR (2011) Evaluation of antitumour activity of Calotropis gigantea L. root bark against Ehrlich ascites carcinoma in Swiss albino mice. Asian Pac J Trop Med 4:786–790

Argal A, Pathak AK (2006) CNS activity of Calotropis gigantea roots. J Ethnopharmacol 106:142–145

Ghule SD, Vidyasagar G, Bhandari A, Sharma P, Gunjal AP (2014) CNS activity of leaves extract of Calotropis gigantea. Asian Pac J Trop Dis 4(Suppl 2):S902–S905

Taylor P, Arsenak M, Abad MJ, Fernández A, Milano B, Gonto R, Ruiz MC, Fraile S, Taylor S, Estrada O, Michelangeli F (2012) Screening of Venezuelan medicinal plant extracts for cytostatic and cytotoxic activity against tumor cell lines. Phytother Res 24(4):530–539

Wong SK, Lim YY, Abdullah NR, Nordin FJ (2011) Assessment of antiproliferative and antiplasmodial activities of five selected Apocynaceae species. BMC Complement Altern Med 11(3):1–8

Parhira S, Zhu G, Chen M, Bai L, Jiang Z (2016) Cardenolides from Calotropis gigantea as potent inhibitors of hypoxiainducible factor-1 transcriptional activity. J Ethnopharmacol 194:930–936

Deshmukh PT, Fernandes J, Akarte A, Toppo E (2009) Wound healing activity of Calotropis gigantea root bark in rats. J Ethnopharmacol 125:178–181

Srivastava SR, Keshri G, Bhargavan B, Singh C, Singh MM (2007) Pregnancy interceptive activity of the roots of Calotropis gigantea Linn. In rats. Contraception 75:318–322

Rajesh R, Gowda CDR, Nataraju A, Dhananjaya BL, Kemparaju K, Vishwanath BS (2005) Procoagulant activity of Calotropis gigantea latex associated with fibrin (ogen) olytic activity. Toxicon 46:84–92

Ayodhya D, Veerabhadram G (2017) One-pot green synthesis, characterization, photocatalytic, sensing and antimicrobial studies of Calotropis gigantea leaf extract capped CdS NPs. Mat Sci Engineering B 225:33–44

Hii YS, Jaison Jeevanandam J, San Chan YS (2018) Plant mediated green synthesis and nanoencapsulation of MgO nanoparticle from Calotropis gigantea: Characterisation and kinetic release studies. Inorg Nano-Met Chem 48 (2018):620–31

Pandian CJ, Palanivel R, Dhananasekaran S (2015) Green synthesis of nickel nanoparticles using Ocimum sanctum and their application in dye and pollutant adsorption. Chin J Chem Eng 23(8):1307–1315

Angajala G, Radhakrishnan S (2014) A review on nickel nanoparticles as effective therapeutic agents for inflammation. Inflamm Cell Signal 1(3):1–8

Thema F, Manikandan E, Gurib-Fakim A, Maaza M (2016) Single phase Bunsenite NiO nanoparticles green synthesis by Agathosma betulina natural extract. J Alloys Compd 657:655–661

Borgström M, Blart E, Boschloo G, Mukhtar E, Hagfeldt A, Hammarström L, Odobel F (2005) Sensitized hole injection of phosphorus porphyrin into NiO: toward new photovoltaic devices. J Phys Chem B 109(48):22928–34

Din MI, Nabi AG, Rani A, Aihetasham A, Mukhtar M (2018) Single step green synthesis of stable nickel and nickel oxide nanoparticles from Calotropis gigantea: catalytic and antimicrobial potentials. Environ Nanotechnol Monit Manag 9:29–36

Marimuthu S, Rahuman AA, Jayaseelan C, Kirthi AV (2013) Acaricidal activity of synthesized titanium dioxide nanoparticles using Calotropis gigantea against Rhipicephalus microplus and Haemaphysalis bispinosa. Asian Pac J Trop Med 6:682–688

Kumar RV, Elgamiel R, Diamant Y, Gedanken A, Norwig J (2001) Langmuir 17:1406–1410

Malandrino G, Condorelli GG, Lanza G, Fragala IL, Alloys J (1997) Compd 251:314–316

Ishihara T, Higuchi M, Takagi T, Ito M, Nishiguchi H, Takita T (1998) J Mater Chem 8:2037–2042

Liu X, Bi N, Feng C, Or SW, Sun Y, Jin C, Li W, Xiao F, Alloys J (2014) Comp 587:1–5

Apostolov AT, Apostolova IN, Wesselinowa JM (2014) Solid State Commun 192:71–74

Sharma JK, Akhtar MS, Ameen S, Srivastava P, Singh G (2015) Green synthesis of CuO nanoparticles with leaf extract of Calotropis gigantea and its dye-sensitized solar cells applications. J Alloys Compd 632:321–325

Kumari P, Panda PK, Jha E, Kumari K, Nisha K, Mallick MA, Verma SK (2017) Mechanistic insight to ROS and Apoptosis regulated cytotoxicity inferred by green synthesized CuO nanoparticles from Calotropis gigantea to embryonic Zebrafish. Sci Rep 7:16284

Vidya C, Hiremath S, Chandraprabha MN, Antonyraj MAL, Venu GI, Jain A, Kokil BK (2013) Green synthesis of ZnO nanoparticles by Calotropis gigantea. Int J Curr Engineering Technol (1):118–20

Panda KK, Golari D, Venugopal A, Achary VMM, Phaomei G, Parinandi NL, Sahu HK, Panda BB (2017) Green synthesized zinc oxide (ZnO) nanoparticles induce oxidative stress and DNA damage in Lathyrus sativus L. Root Bioassay System. Antioxidants 6:35

Rajkuberan C, Sudha K, Sathishkumar G, Sivaramakrishnan S (2014) Antibacterial and cytotoxic potential of silver nanoparticles synthesized using latex of Calotropis gigantea L. Spectrochimica Acta Part A: Mol Biomol Spectroscopy 136B:924–30

Jain D, Rathore KS, Jain R, Singh H, Kachhwaha S, Kothari SL (2013) Phytofabrication of Iron oxide nanoparticles using Calotropis gigantea L. Adv Sci Focus 4(1):318–321

Sravanthi K, Ayodhya D, Swamy PY (2018) Green synthesis, characterization of biomaterial-supported zero-valent iron nanoparticles for contaminated water treatment. J Analytical Sci Technol 9:3

Naje AN, Norry AS, Suhail AM (2013) IJIRSET 2:7068

Suwarnkar MB, Kadam AN, Khade GV, Gavade NL, Garadkar KM (2016) J Mater Sci Mater Electron 27:843

Bhosale TT, Shinde HM, Gavade NL, Babar SB, Gawade VV, Sabale SR, Kamble RJ, Shirke BS, Garadkar KM (2018) Biosynthesis of SnO2 nanoparticles by aqueous leaf extract of Calotropis gigantea for photocatalytic applications. J Mater Sci. volume 8

Yu R, Noh H, Moon B, Choi B, Jeong, Lee H, Jang K, Yi S (2014) J Lumin 145:717–722

Liang CH, Chang YC, Chang YS (2008) Appl Phys Lett 93:211902

Ramakrishna G, Nagabhushana H, Daruka PD, Vidya YS, Sharma SC, Anantharaju KS, Prashantha SC, Choudhary N (2016) Spectroscopic properties of red emitting Eu3+ doped Y2SiO5 nanophosphors for WLED’s on the basis of Judd-Ofelt analysis: Calotropis gigantea latex mediated synthesis. J Lumin 181:153–63