Особенности синтеза и анализа флуоресцентных углеродных точек из растительного сырья

Исследованы флуоресцентные свойства наночастиц, синтезированных из этанольного экстракта листьев шелковицы гидротермическим методом. Установлено наличие наноразмерных структур углеродных точек, флуоресцирующих с максимумом 670 нм (λ_возб = 405 нм) и квантовым выходом 45 %. В условиях квазинепрерывного возбуждения наночастиц на кремниевой подложке при 405 нм наблюдалось фотовыцветание уже после 10—20 с облучения. В отсутствие освещения регистрировалось восстановление флуоресценции на несколько процентов от исходного уровня в течение 1 мин и более чем на 25 % через 16 ч в темноте. При сравнении спектральных характеристик начального экстракта листьев и синтезированной фракции углеродных точек, люминесцирующих в красной области спектра, отмечена их схожесть, что свидетельствует о наличии в среде не связанных с наночастицами органических молекул с хромоформными группами. Обнаружено, что полученные хромофоры накапливаются в мембранах эритроцитов, позволяя визуализировать клетки, но обладают цито- и фототоксичностью. Установлено, что при синтезе углеродных точек из многокомпонентных растительных экстрактов возможны неполная карбонизация и разложение хромофоров, что может существенно влиять на интерпретацию оптических характеристик полученных наноструктур.

1. A. Terracina, A. Armano, M. Meloni, A. Panniello, G. Minervini, A. Madonia, M. Cannas, M. Striccoli, L. Malfatti, F. Messina. ACS Appl. Mater. Interfaces, 14 (2022) 36038—36051

2. X. T. Zheng, A. Ananthanarayanan, K. Q. Luo, P. Chen. Small, 11 (2015) 1620—1636

3. H. Li, X. Yan, D. Kong, R. Jin, C. Sun, D. Du, Y. Lin, G. Lu. Nanoscale Horizons, 5 (2020) 218—234

4. D. Benner, P. Yadav, D. Bhatia. Nanoscale Adv., 5 (2023) 4337—4353

5. A. Refaat, M. L. Yap, G. Pietersz, A. P. Walsh, J. Zeller, B. Rosal, X. Wang, K. Peter. J. Nanobiotechnol., 20 (2022) 450

6. W. Wang, B. Wang, H. Embrechts, C. Damm, A. Cadranel, V. Strauß, M. Distaso, V. Hinterberger, D. M. Guldi, W. Peukert. RSC Adv., 7 (2017) 24771—24780

7. A. Madonia, G. Minervini, A. Terracina, A. Pramanik, V. Martorana, A. Sciortino, C. M. Carbonaro, C. Olla, T. Sibillano, C. Giannini. ACS Nano, 17 (2023) 21274—21286

8. H. Ding, J.-S. Wei, N. Zhong, Q.-Y. Gao, H.-M. Xiong. Langmuir, 33 (2017) 12635—12642

9. T. Zhang, J. Zhu, Y. Zhai, H. Wang, X. Bai, B. Dong, H. Wang, H. Song. Nanoscale, 9 (2017) 13042—13051

10. K. Hola, M. Sudolská, S. Kalytchuk, D. Nachtigallová, A. L. Rogach, M. Otyepka, R. Zboril. ACS Nano, 11 (2017) 12402—12410

11. K. Jiang, X. Feng, X. Gao, Y. Wang, C. Cai, Z. Li, H. Lin. Nanomater., 9 (2019) 529

12. M. L. Liu, L. Yang, R. S. Li, B. B. Chen, H. Liu, C. Z. Huang. Green Chem., 19 (2017) 3611—3617

13. A. Longo, A. Sciortino, M. Cannas, F. Messina. Phys. Chem. Phys., 22 (2020) 13398—13407

14. Y.-Y. Liu, N.-Y. Yu, W.-D. Fang, Q.-G. Tan, R. Ji, L.-Y. Yang, S. Wei, X.-W. Zhang, A.-J. Miao. Nat. Comm., 12 (2021) 812

15. T. Kulahava, N. Belko, M. Parkhats, A. Bahdanava, S. Lepeshkevich, V. Chizhevsky, D. Mogilevtsev. J. Photochem. Photobiol. B: Biol., 248 (2023) 112800

16. A. A. Krasnovsky, Jr., K. V. Neverov, S. Y. Egorov. J. Photochem. Photobiol. B: Biol., 5 (1990) 245—254

17. H. A. Isakau, M. V. Parkhats, V. N. Knyukshto, B. M. Dzhagarov, E. P. Petrov, P. T. Petrov. J. Photochem. Photobiol. B: Biol., 92 (2008) 165—174

18. E. W. Chan, P. Y. Lye, S. K. Wong. Chin. J. Nat. Med., 14 (2016) 17—30

19. S. J. Schwartz, J. H. Von Elbe. J. Food Sci., 48 (1983) 7303—7306

20. А. Ганжа, Б. М. Джагаров, Е. И. Сагун. Фотобиология и мембранная биофизика, под ред. И. Д. Волотовского, Минск, Технопринт (1999) 244—267