Produksi Hijau Nanopartikel Tembaga: Potensi Katalitik, Antibakteri, Sitatoksis, dan Antioksidan
Abstrak
Nanopartikel tembaga (CuNPs) menarik perhatian besar karena sifat luar biasa seperti rasio permukaan-volume yang tinggi, kekuatan leleh tinggi, ductilitas, kekerasan, fleksibilitas, dan kekakuan. CuNPs menunjukkan aktivitas katalitik, antibakteri, antioksidan, dan antifungalong dengan sitotoksisitas dan sifat antikanker dalam berbagai aplikasi. Banyak metode fisik dan kimia telah digunakan untuk sintesis nanopartikel termasuk ablasi laser, proses bantu microwave, sol-gel, co-precipitasi, pulsed wire discharge, vacuum vapor deposition, iradiasi energi tinggi, litografi, milling mekanis, reduksi fotokimia, elektrokimia, sintesis electrospray, reaksi hidrothermal, microemulsion, dan reduksi kimia. Fitobiosintesis nanopartikel telah diusulkan sebagai alternatif yang berharga terhadap metode fisik dan kimia karena sitotoksisitas rendah, prospek ekonomi, ramah lingkungan, kompatibilitas biologis yang ditingkatkan, dan aktivitas antioksidan serta antimikroba yang tinggi. Ulasan ini menjelaskan teknik karakterisasi, peran utamanya, keterbatasan, dan sensitivitas yang digunakan dalam persiapan CuNPs. Gambaran umum teknik yang digunakan dalam sintesis CuNPs, prosedur sintesis, parameter reaksi yang mempengaruhi sifat CuNPs yang dihasilkan, dan analisis saringan yang digunakan untuk mengidentifikasi fitoKimia dalam berbagai tanaman disajikan dari literatur terbaru yang telah ditinjau dan diringkas. Mekanisme hipotesis dari reduksi ion tembaga oleh quercetin, stabilisasi nanopartikel tembaga oleh santin, aktivitas antimikroba, dan reduksi 4-nitrofeno dengan ilustrasi diagram diberikan. Tujuan utama ulasan ini adalah untuk meringkas data tanaman yang digunakan untuk sintesis CuNPs dan membuka jalur baru bagi peneliti untuk menyelidiki tanaman yang belum digunakan di masa lalu.
Mekanisme yang Diusulkan untuk Aktivitas Antibakteri nanopartikel tembaga.
Latar Belakang
Nanopartikel (NPs) memiliki sejumlah aplikasi menarik di bidang industri seperti teknologi angkasa, magnetism, optoelektronika dan elektronika, kosmetik, serta aplikasi katalitik, farmasi, biomedis, lingkungan, dan energi [1, 2]. Sifat luar biasa NPs seperti ductilitas, kekuatan leleh tinggi, kekerasan, fleksibilitas, kekakuan, rasio permukaan-volume yang tinggi, efek makrokuantum tunneling, dan ukuran kuantum dapat diatribusikan dibandingkan dengan sifat bahan massa yang memiliki komposisi kimia yang sama [3]. Memang, sifat NPs, yang mungkin sangat berbeda dari yang diamati untuk partikel halus, adalah luas permukaan spesifik yang lebih tinggi, sifat optik spesifik, titik leleh yang lebih rendah, magnetisasi spesifik, kekuatan mekanis, dan banyak aplikasi industri [4]. Nanopartikel tembaga (CuNPs) sangat menarik karena ketersediaan yang mudah, biaya rendah, dan sifat yang serupa dengan logam mulia [5,6,7,8,9]. CuNPs juga dapat digunakan dalam sensor, sistem transfer panas [10,11,12], dan elektronika (sel bahan bakar dan sel surya), sebagai katalis dalam banyak reaksi dan sebagai agen bakterisida dan antimikroba yang digunakan untuk melapis peralatan rumah sakit [13,14,15,16,17,18,19].
Banyak metode fisik dan kimia termasuk ablasi laser [20], proses bantu microwave, sol-gel [21], co-precipitasi [22], pulsed wire discharge [23], vacuum vapor deposition [24], iradiasi energi tinggi [25], litografi [26], milling mekanis [27], reduksi fotokimia, elektrokimia [28,29,30,31,32], sintesis electrospray [33], reaksi hidrothermal [34], microemulsion [35], dan reduksi kimia digunakan untuk sintesis nanopartikel. Meskipun metode fisik dan kimia menghasilkan nanopartikel yang terdefinisi dengan baik dan murni, metode ini tidak hemat biaya maupun ramah lingkungan karena penggunaan bahan kimia beracun. Salah satu kriteria terpenting dalam nanoteknologi adalah pengembangan prosedur kimia hijau yang ramah lingkungan, non-toksik, dan bersih [36]. Oleh karena itu, biosintesis nanopartikel mengandung metode berbasis kimia hijau yang menggunakan berbagai entitas biologis seperti tanaman [37, 38], aktinomycetes [39, 40], jamur [41,42,43,44], bakteri [45,46,47,48,49], ragi [50,51,52], dan virus [53, 54]. Entitas biologis menawarkan pendekatan non-toksik, bersih, dan ramah lingkungan untuk sintesis NPs dengan berbagai ukuran, sifat fisikokimia, bentuk, dan komposisi [55].
Nanopartikel tembaga telah disintesis dan distabilkan dalam literatur dengan menggunakan berbagai tanaman seperti Euphorbia esula [56], Punica granatum [57], Ocimum sanctum [58], Ginkgo biloba [59], Calotropis procera [60], Lawsonia inermis [61], Citrus medicalinn [62], Camellia sinensis [63], Datura innoxia [64], Syzygium aromaticum [65], Sesamum indicum [66], Citrus limon, Turmeric curcumin [67], Gloriosa superba L. [68], Ficus carica [69], Aegle marmelos [70], Caesalpinia pulcherrima [71], Cassia fistula [72], Leucas aspera, Leucas chinensis [73], Delonix elata [74], Aloe barbadensis Miller [75], Thymus vulgaris [76], Phyllanthus emblica [77], Magnolia kobus [78], Eucalyptus [79], Artabotrys odoratissimus [80], Capparis zeylanica [81], Vitis vinifera [82], Hibiscus rosa-sinensis [83], Zingiber officinale [84], Datura metel [85], Zea mays [86], Urtica, Matricaria chamomilla, Glycyrrhiza glabra, Schisandra chinensis, Inula helenium, Cinnamomum [87], Dodonaea viscosa [88], Cassia auriculata [89], Azadirachta indica, Lantana camera, Tridax procumbens [90], Allium sativum [91], Asparagus adscendens, Bacopa monnieri, Ocimum bacilicum, Withania somnifera [92], Smithia sensitiva, Colocasia esculenta [93], Nerium oleander [94], dan Psidium guajava [95]; dengan menggunakan beberapa alga/jamur seperti Phaeophyceae [96], Stereum hirsutum [97], dan Hypocrea lixii [98]; dan dengan menggunakan beberapa mikroorganisma seperti Pseudomonas fluorescens [99] dan Enterococcus faecalis [100] kultur.
Biosintesis Nanopartikel Tembaga
Bagian Tanaman yang Digunakan untuk Ekstrak
Berbagai bagian tanaman digunakan untuk persiapan ekstrak tanaman seperti daun, biji, kulit, buah, kulit, serat, akar, dan getah. Daun dan akar digunakan dalam dua cara. Pertama, daun dan akar segar digunakan untuk persiapan ekstrak tanaman, dan kedua, daun dan akar kering dalam bentuk bubur digunakan.
Prosedur Sintesis CuNPs
Untuk sintesis CuNPs, ekstrak tanaman disiapkan dengan menggunakan bagian berbeda dari berbagai tanaman. Untuk sintesis ekstrak bagian tanaman yang diinginkan, daun dikumpulkan dan dicuci dengan air kran lalu dengan air distilasi untuk menghilangkan partikel debu. Daun yang dicuci kemudian digunakan dalam dua cara. Pertama, daun ini dikeringkan di bawah sinar matahari selama 1–2 jam untuk menghilangkan kelembaban sisa. Beban tunai dari daun yang dikeringkan di bawah sinar matahari ini dibagi menjadi bagian kecil dan direndam dalam air deionisasi atau larutan etanol. Campuran ini diaduk selama 24 jam pada suhu ruangan dengan menggunakan pengaduk magnetis lalu difilter untuk penggunaan lebih lanjut. Kedua, daun ini dikeringkan di bawah sinar matahari selama 4–7 hari atau dikeringkan dalam oven pada 50 °C selama 1 hari dan digiling menggunakan blender domestik. Beban tunai bubur tanaman dicampur dalam air atau larutan etanol lalu diaduk dan difilter.
Untuk sintesis CuNPs, larutan akuat garam precursor seperti sulfat tembaga, klorida tembaga, asetat tembaga, dan nitrat tembaga dengan konsentrasi yang berbeda dicampur dengan ekstrak tanaman. Larutan akuat natrium hidroksida juga disiapkan dan ditambahkan ke dalam campuran reaksi untuk mengontrol medium pH. Campuran reaksi di-gojak kuat untuk berbagai interval waktu dalam gojak listrik dan dipanaskan dalam oven untuk berbagai interval waktu dan pada berbagai suhu. Pembentukan CuNPs juga dapat terjadi pada suhu ruangan dan dikonfirmasi dengan perubahan warna campuran reaksi. Pada akhirnya, nanopartikel dikentrifuga dan dikeringkan pada berbagai suhu. Optimasi reaksi terjadi dengan mengubah pH campuran, konsentrasi garam precursor, waktu pemanasan, dan suhu campuran reaksi. Dalam literatur, berbagai tanaman telah digunakan untuk pembentukan nanopartikel tembaga dengan menggunakan berbagai garam precursor dengan berbagai kondisi reaksi seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 1. Dari tabel, dapat dilihat bahwa berbagai kondisi reaksi mempengaruhi bentuk dan ukuran nanopartikel tembaga.
Efek Parameter Reaksi terhadap Sifat NP
Konsentrasi ekstrak tanaman memainkan peran utama dalam mengurangi dan mendistabilkan CuNPs. Telah dilaporkan bahwa dengan meningkatnya konsentrasi ekstrak tanaman, jumlah partikel meningkat [88]. Dengan meningkatnya konsentrasi ekstrak tanaman, konsentrasi fitoKimia meningkat dan reduksi garam tembaga juga meningkat. Karena reduksi cepat garam logam, ukuran nanopartikel juga menurun [101].
Ukuran dan struktur CuNPs sangat dipengaruhi oleh garam tembaga. Morfologi nanopartikel berubah ketika garam (misalnya, klorida tembaga, asetat tembaga, nitrat tembaga, atau sulfat tembaga) digunakan dalam kehadiran natrium hidroksida. Telah dilaporkan bahwa bentuknya segitiga dan tetrahedron dalam kasus klorida tembaga, berbentuk batang dalam kasus asetat tembaga, dan bola dalam kasus sulfat tembaga [102]. Dengan meningkatnya konsentrasi garam precursor, ukuran CuNPs juga meningkat.
Sintesis CuNPs memberikan hasil terbaik dengan memvariasikan pH medium reaksi dalam rentang yang diinginkan. Ukuran nanopartikel dikontrol dengan mengubah nilai pH campuran reaksi. Pada pH yang lebih tinggi, diperoleh nanopartikel dengan ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan yang diperoleh pada nilai pH yang rendah. Perbedaan ini dapat diatribusikan pada perbedaan laju reduksi garam logam oleh ekstrak tanaman. Hubungan terbalik antara nilai pH dan ukuran nanopartikel menunjukkan bahwa peningkatan nilai pH memungkinkan kami untuk mendapatkan nanopartikel bola yang kecil sementara penurunan nilai pH memberikan nanopartikel yang besar (berbentuk batang dan segitiga). Efek pada spektrum serap untuk berbagai nilai pH (4, 6, 8, 10, dan 12) ditunjukkan dalam Fig. 1 [36]. Telah dilaporkan bahwa penambahan ekstrak tanaman ke CuCl2 tidak menyebabkan pembentukan CuNPs melainkan, sebaliknya, CuNPs diperoleh dengan mengubah pH campuran reaksi menjadi medium basa. Perilaku yang sama diamati oleh Wu dan Chen, dan disimpulkan bahwa pH memainkan peran penting dalam sintesis CuNPs [103].
Bagian tanaman yang digunakan untuk persiapan ekstrak tanaman
Mekanisme Fitobiosintesis Nanopartikel Tembaga
Saringan FitoKimia: Analisis Kualitatif
Analisis saringan fitoKimia adalah analisis kimia yang dilakukan untuk deteksi fitoKimia dalam berbagai tanaman. Ekstrak tanaman segar dengan kimia atau reagen kimia digunakan untuk analisis ini [77] seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 2.
FitoKimia untuk Reduksi Logam dan Stabilisasi NP
Sintesis hijau CuNPs dengan penggunaan fitoKimia menawarkan kontrol yang lebih fleksibel atas bentuk dan ukuran NP (yaitu, dengan mengubah suhu reaksi, konsentrasi ekstrak tanaman, konsentrasi garam logam, waktu reaksi, dan pH campuran reaksi). Perubahan warna medium reaksi menunjukkan reduksi ion logam dan pembentukan NP. Reduksi hijau garam tembaga dimulai segera, dan pembentukan nanopartikel tembaga ditunjukkan oleh perubahan warna campuran reaksi. FitoKimia memainkan peran utama dalam pertama mengurangi ion logam dan kemudian mendistabilkan inti logam dalam bentuk nanopartikel seperti yang ditunjukkan dalam Fig. 2. Interaksi fitoKimia dengan ion logam dan konsentrasi fitoKimia ini mengontrol bentuk dan ukuran CuNPs.
Protokol untuk mengurangi ion logam dan kemudian mendistabilkan inti logam
Flavonoid mengandung senyawa polifenolik, misalnya, quercetin, katekin, flavanon, isoflavon, santin, penduletin, alizarin, pinokembrin, antosianin, flavon, tanin, dan saponin, yang ada dalam berbagai tanaman seperti Ginkgo biloba [59], Citrus medicalinn [62], Phyllanthus emblica [77], Hibiscus rosa-sinensis [83], dan Dodonaea viscosa [93]. Senyawa ini memainkan peran utama dalam mengurangi dan mengchelate logam. Berbagai grup fungsional yang ada dalam flavonoid bertanggung jawab atas reduksi ion tembaga. Diasumsikan bahwa atom hidrogen reaktif dalam flavonoid dapat dirilis selama alterasi tautomerik dari bentuk enol ke bentuk keto yang dapat mengurangi ion tembaga untuk membentuk inti tembaga atau CuNPs. Misalnya, diasumsikan bahwa dalam kasus ekstrak tanaman Ginkgo biloba, itu adalah transformasi quercetin (flavonoid) yang memainkan peran utama dalam reduksi ion logam tembaga menjadi inti tembaga atau CuNPs karena perubahan bentuk enol ke bentuk keto seperti yang ditunjukkan dalam Fig. 3.
Reduksi ion tembaga oleh quercetin
Selama proses sintesis CuNPs, ion logam dengan status oksidasi monivalen atau divalen dikonversi menjadi inti tembaga nol-oksidasi dan inti ini digabungkan untuk mendapatkan berbagai bentuk. Selama nukleasi, inti agregasi untuk membentuk berbagai bentuk seperti kawat, bola, kubus, batang, segitiga, pentagon, dan heksagon. Beberapa flavonoid memiliki kemampuan untuk chelate CuNPs dengan elektron π dan grup karbonil mereka. Quercetin dan santin adalah flavonoid dengan aktivitas chelate yang kuat karena kehadiran dua grup fungsional yang melibatkan hidroksil dan karbonil. Grup ini chelate dengan nanopartikel tembaga dengan mengikuti mekanisme sebelumnya dan juga menjelaskan kemampuan adsorpsi santin (flavonoid) pada permukaan CuNPs seperti yang ditunjukkan dalam Fig. 4.
Stabilisasi nanopartikel tembaga oleh santin
Diasumsikan bahwa molekul protein (superoksida dismutase, katalase, glutation) dalam berbagai tanaman seperti Hibiscus rosa-sinensis [83] dan Camellia sinensis [104] menampilkan aktivitas reduksi yang tinggi untuk pembentukan nanopartikel dari ion logam tetapi aktivitas chelate mereka tidak berlebihan. Gula seperti monosakarida (glukosa), disakarida (maltosa dan laktoza), dan polisakarida dalam tanaman Camellia sinensis [63] dapat bertindak sebagai agen reduksi atau antioksidan dan memiliki serangkaian transformasi tautomerik dari keto ke aldehida.
FitoKimia lainnya seperti polifenol (misalnya, asam elagik dan asam galik) yang ada dalam Hibiscus rosa-sinensis [40], fenilpropanoid (fenilalanin, tirosin) dalam Aegle marmelos [70], terpenoid dalam Ocimum sanctum dan Asparagus adscendens [58, 92], protease cysteine dalam Calotropis procera [60], curcuminanilineazomethine dalam Turmeric curcumin [67], asam askorbat dalam Citrus medicalinn [62], eugenol dalam Syzygium aromaticum [65], dan alkaloid dalam Aegle marmelos [70] memainkan peran yang sama dalam mengurangi ion tembaga dan mendistabilkan nanopartikel tembaga. Karbohidrat, antrakuinon, kuinon, dan antosianosida dalam Phyllanthus emblica [77]; lignin dan xanton dalam Hibiscus rosa-sinensis [83]; dan glikosida kardiak, triterponoid, glikosida karotenoid, dan glikosida antrakuinon dalam tanaman Colocasia esculenta [93] juga adalah fitoKimia yang ada dalam ekstrak berbagai tanaman dan bertindak sebagai agen reduksi dan stabilisasi. Contoh fitoKimia tertentu dengan struktur ditunjukkan dalam Fig. 5.
FitoKimia dengan struktur mereka
Teknik Karakterisasi
Untuk karakterisasi nanopartikel yang disintesis, berbagai teknik digunakan seperti spektroskopi ultraviolet-visible (UV-vis), mikroskopi elektron transmisi (TEM), pencaran sinar X sudut kecil (SAXS), spektroskopi infra merah transformasi Fourier (FTIR), spektroskopi fluoresensi sinar X (XRF), difraksi sinar X (XRD), spektroskopi fotoelektron sinar X (XPS), mikroskopi elektron pemindaian (SEM), mikroskopi elektron pemindaian emisi medan (FESEM), analisis ukuran partikel (PSA), Malvern Zetasizer (MZS), spektroskopi energi-dispersif sinar X (EDX/EDS), analisis pelacakan nanopartikel (NTA), reflectometri sinar X (XRR), analisis Brunauer-Emmett-Teller (BET), difraksi elektron area terpilih (SAED), dan mikroskopi gaya atom (AFM) (Tabel 3).
Aplikasi Nanopartikel Tembaga
Karena sifat kimia dan fisik yang luar biasa, rasio permukaan-volume yang besar, permukaan yang selalu diperbarui, biaya rendah, dan persiapan yang non-toksik, CuNPs telah menarik perhatian besar untuk aplikasi di berbagai bidang. Nanopartikel tembaga menunjukkan aktivitas katalitik, aktivitas antibakteri, sitotoksisitas atau aktivitas antikanker, aktivitas antioksidan, dan aktivitas antifungi dalam berbagai aplikasi. Dalam aktivitas katalitik, nanopartikel tembaga digunakan untuk siklus Huisgen [3 + 2] alkana dan azida dalam banyak pelarut dalam kondisi bebas ligand [59], 1-metil-3-fenoksibenzen, 3,3-oksi-bis(metilbenzen) [94], sintesis 1-substitusi 1H-1,2,3,4-tetrazole [76], adsorpsi nitrogen dioksida, dan adsorpsi sulfur dioksida [66]. Dalam sebagian besar katalisis logam transisi, ligand reaksi coupling Ullmann, seperti fosfin, dilaporkan dalam literatur dan sebagian besar ligand mahal, sulit disiapkan, dan sensitif terhadap kelembaban. Untuk pekerjaan ini, nanopartikel tembaga yang disintesis digunakan untuk coupling Ullmann bebas ligand dari eter difenil. Berbagai warna dan senyawa organik beracun serta pestisida yang ada dalam limbah industri sangat berbahaya untuk lingkungan dan organisme hidup. Nanopartikel tembaga digunakan untuk degradasi berbagai warna seperti methylene blue [73], degradasi atrazine [86], dan reduksi 4-nitrofeno [76].
Di antara agen antimikroba, senyawa tembaga telah umum digunakan dalam pertanian sebagai herbisida [105], algaecida [106], fungisida [107], dan pestisida serta dalam peternakan hewan sebagai desinfektan [108] (ditunjukkan dalam Tabel 4). Nanopartikel tembaga biogenik menunjukkan aktivitas antibakteri yang kuat terhadap patogen gram-positif dan gram-negatif seperti Pseudomonas aeruginosa (MTCC 424), Micrococcus luteus (MTCC 1809), Enterobacter aerogenes (MTCC 2832) [57], Salmonella enterica (MTCC 1253), Rhizoctonia solani, Xanthomonas axonopodis pv. citri, Xanthomonas axonopodis pv. punicea [58], Escherichia coli (ATCC 14948) [62], Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Bacillus subtilis (ATCC 6633), Pediococcus acidilactici [69], dan Klebsiella pneumoniae (MTCC 4030). Dalam aktivitas antifungi, nanopartikel tembaga digunakan terhadap Alterneria carthami, Colletotrichum gloeosporioides, Colletotrichum lindemuthianum, Drechslera sorghicola, Fusarium oxysporum f.sp. carthami, Rhizopus stolonifer, Fusarium oxysporum f.sp. ciceris, Macrophomina phaseolina, Fusarium oxysporum f.sp. udum, Rhizoctonia bataticola [58], Candida albicans, Curvularia, Aspergillus niger, dan Trichophyton simii [67]. Dalam sitotoksisitas, nanopartikel tembaga digunakan untuk studi pada sel HeLa, A549, MCF7, MOLT4, dan BHK21 (tumor kanker) [60, 104].
Mekanisme Hipotesis Aktivitas Antimikroba
Teramati bahwa CuNPs memiliki aktivitas antimikroba yang luar biasa dan hanya beberapa laporan yang menyajikan mekanisme aktivitas antibakteri nanopartikel tembaga dalam literatur, tetapi mekanisme ini bersifat hipotesis. Teramati bahwa bakteri dan enzim/protein dihancurkan karena interaksi CuNPs dengan grup –SH (sulfhidril) [109, 110]. Telah juga dilaporkan bahwa struktur helikal molekul DNA terganggu oleh interaksi CuNPs [111]. Interaksi CuNPs dengan sel membran bakteri menurunkan potensi elektrokimia transmembran, dan karena penurunan potensi elektrokimia transmembran, itu mempengaruhi integritas membran [112]. Diasumsikan bahwa NP logam melepaskan ion logam masing-masing. Nanopartikel tembaga dan ion tembaga menumpuk pada sel permukaan bakteri dan membentuk lubang dalam membran, menyebabkan kebocoran komponen seluler dari sel dan di dalam sel, menyebabkan stres oksidatif yang mengarah pada kematian sel [112,113,114]. Mekanisme hipotesis aktivitas antibakteri yang mewakili kemungkinan di atas ditunjukkan dalam Fig. 6.
Mekanisme untuk aktivitas antibakteri nanopartikel tembaga
Aktivitas Katalitik untuk Reduksi 4-Nitrofeno
4-Nitrofeno (4-NP) yang biasanya ditemukan dalam limbah pertanian dan produk industri berbahaya dan tidak ramah lingkungan. Hidrogenasi atau reduksi 4-NP, yang dikonversi menjadi 4-aminofenol (4-AP), terjadi dalam kehadiran CuNPs. CuNPs dapat mengkatalisis reaksi untuk mengatasi rintang kinetik dengan membantu transfer elektron dari donor ion borohidrat ke penerima 4-NP.
Aktivitas katalitik CuNPs yang disintesis telah dipelajari dalam reduksi 4-nitrofeno dalam medium aqueous pada suhu ruangan dalam kehadiran larutan akuat natrium borohidrat [56]. Reduksi 4-NP dengan menggunakan CuNPs adalah proses yang sederhana dan ramah lingkungan. Efisiensi katalitik CuNPs untuk reduksi 4-NP diperiksa dengan menggunakan spektrometer UV-vis. Teramati bahwa puncak serap maksimum untuk 4-NP dalam medium aqueous berada pada 317 nm dan puncak adsorpsi bergeser menjadi 403 nm dengan penambahan natrium borohidrat karena pembentukan ion 4-nitrofenoat. Puncak pada 403 nm tetap tidak terpengaruh bahkan setelah 2 hari, yang menunjukkan bahwa reduksi 4-NP tidak dapat terjadi tanpa katalis. Setelah menambahkan CuNPs, puncak serap larutan bergeser menjadi 300 nm dan puncak pada 403 nm sepenuhnya menghilang yang menunjukkan reduksi 4-NP menjadi 4-AP tanpa produk sampingan. Mekanisme hipotesis untuk reduksi 4-NP ditunjukkan dalam Fig. 7. Dalam mekanisme, 4-NP dan natrium borohidrat ada dalam larutan dalam bentuk ion. Proton ion borohidrat tersorbi pada permukaan nanopartikel tembaga dan BO2 dihasilkan. Ion 4-nitrofenoat juga tersorbi pada permukaan CuNPs. Karena adsorpsi baik proton dan ion 4-nitrofenoat, CuNPs mengatasi rintang kinetik reaktan dan ion 4-nitrofenoat dikonversi menjadi ion 4-aminofenoat. Setelah konversi, desorpsi ion 4-aminofenoat terjadi dan dikonversi menjadi 4-aminofenol.
Mekanisme untuk reduksi 4-nitrofeno
Kesimpulan
Kertas ini telah meninjau dan meringkas informasi terbaru tentang metode biologis yang digunakan untuk sintesis nanopartikel tembaga (CuNPs) menggunakan berbagai tanaman. Sintesis hijau CuNPs telah diusulkan sebagai alternatif yang berharga terhadap metode fisik dan kimia dengan sitotoksisitas rendah, prospek ekonomi, ramah lingkungan, kompatibilitas biologis yang ditingkatkan, kelayakan, dan aktivitas antioksidan serta aktivitas antimikroba yang tinggi dari CuNPs. Mekanisme biosintesis NP masih belum diketahui, dan lebih banyak penelitian perlu difokuskan pada mekanisme pembentukan nanopartikel dan pemahaman peran fitoKimia dalam pembentukan NP. Ulasan ini memberikan data tanaman yang digunakan dalam sintesis nanopartikel tembaga, prosedur sintesis, dan parameter reaksi yang mempengaruhi sifat CuNPs yang dihasilkan. Analisis saringan fitoKimia adalah analisis kimia yang digunakan untuk mengidentifikasi fitoKimia seperti deteksi karbohidrat, tanin, saponin, flavonoid, alkaloid, antrakuinon, dan antosianosida dalam berbagai tanaman. Mekanisme reduksi ion tembaga oleh quercetin dan stabilisasi nanopartikel tembaga oleh santin dijelaskan dalam kertas ini. Teknik karakterisasi yang digunakan dalam literatur untuk nanopartikel tembaga adalah UV-vis, FTIR, XRD, SEM, FESEM, TEM, PSA, MZS, EDX, NTA, SAXS, XRR, XRF, XPS, BET, SAED, dan AFM. Nanopartikel tembaga menunjukkan aktivitas katalitik, aktivitas antibakteri, sitotoksisitas atau aktivitas antikanker, aktivitas antioksidan, dan aktivitas antifungi dalam berbagai aplikasi. Mekanisme hipotesis aktivitas antimikroba dan reduksi 4-nitrofeno dengan diagram ditunjukkan dalam kertas ini.
CuNPs dengan properti struktural yang berbeda dan efek biologis yang efektif dapat dibuat menggunakan protokol hijau baru di masa mendatang. Kontrol atas ukuran partikel, dan pada gilirannya properti yang bergantung pada ukuran dari CuNPs akan membuka pintu baru bagi aplikasi mereka. Studi ini memberikan gambaran umum tentang sintesis CuNP dengan menggunakan ekstrak tanaman, ekstrak mikroba, dan biomolekul yang secara alami terjadi. Meskipun semua protokol hijau ini untuk sintesis CuNP memiliki keuntungan dan keterbatasan masing-masing, penggunaan ekstrak tanaman sebagai redusen lebih menguntungkan dibandingkan dengan penggunaan ekstrak mikroba karena laju produksi nanopartikel yang lebih cepat dengan redusen hijau pertama.