Síntese verde via micro-ondas de nanopartículas de prata usando extrato aquoso de rabanete (raphanus sativus) aplicação em biossensor nanoplasmônico

Abstract

O presente trabalho descreve a síntese verde de nanopartículas de prata (AgNPs) por uma metodologia simples a partir da química assistida por irradiação micro-ondas (MWAC), bem como a aplicação dessas AgNPs como biossensores nanoplasmônicos. As AgNPs foram sintetizadas utilizando extrato de rabanete rosa como agentes redutor/estabilizante e soluções aquosas com diferentes concentrações de AgNO3. O extrato de rabanete foi analisado por espectroscopia no infravermelho com reflexão total atenuada (FTIR-ATR). As AgNPs foram caracterizadas por espectroscopia UV-Visível (UV-VIS) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Houve a formação de estruturas com pequeno diâmetro, sendo que o pH alcalino favoreceu as propriedades ópticas e morfológicas das AgNPs, obtendo-se uma banda plasmônica com máximo de intensidade em 406 nm, largura a meia altura (FWHM) igual a 126 nm e tamanho médio de 7±3 nm. As AgNPs mostraram alta estabilidade ao decorrer de 5 meses, sem praticamente nenhuma mudança nas suas propriedades ópticas. O sensor construído pela adsorção destas AgNPs em lâminas de vidro apresentou sensibilidade de 201 nm RIU-1 (unidades de índice de refração) e figura de mérito (FOM) igual a 1,33 RIU-1. Posteriormente, o biossensor, formado com a funcionalização das AgNPs impregnadas, foi aplicado na biodetecção da proteína estreptavidina, com base em sua forte ligação com a biotina. Todas as etapas de funcionalização foram acompanhadas pelo deslocamento da banda plasmônica para maiores comprimentos de onda. A metodologia verde desenvolvida no presente trabalho demonstrou a factibilidade de sintetizar AgNPs utilizando extratos de rabanete, possuindo diversas potenciais aplicações além da área de biossensores.

The present work describes the green synthesis of silver nanoparticles (AgNPs) by a simple methodology using a microwave-assisted chemistry (MWAC), as well as the application of these AgNPs as nanoplasmonic biosensors. AgNPs were chemically synthesized using rose radish extract as reducing/stabilizing agents and aqueous solutions with different concentrations of AgNO3. The radish extract was analyzed by attenuated total reflectance infrared spectroscopy (FTIR-ATR). The AgNPs were characterized by UV-Visible spectroscopy (UV-VIS) and transmission electron microscopy (MET). Structures with small diameter were formed, and alkaline pH favored the optical and morphological properties of the AgNPs, resulting in a plasmonic band with maximum intensity at 406 nm, Full width at half maximum (FWHM) equal to 126 nm and average size of 7±3 nm. AgNPs showed high stability over the course of 5 months, with practically no change in their optical properties. The sensor assembled with the adsorption of AgNPs onto glass slides presented sensitivity of 201 nm RIU-1 and figure of merit (FOM) of 1.33 RIU-1. Subsequently, the biosensor assembled with the AgNPs surface functionalization was applied in the biodetection of the protein streptavidin, due to its strong binding with biotin. All functionalization steps were monitored with redshifts of the plasmonic band. The green methodology developed in this work demonstrated the feasibility of synthesizing AgNPs using radish extracts, having several potential applications beyond the area of nanobiosensors.