Kirti;Suantak Kamsonlian;Vishnu Agarwal;Ankur Gaur;Jin-Won Park
Korean Chemical Engineering Research
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v.61
no.2
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pp.287-295
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2023
Iron nanoparticles (Fe-NPs) were synthesized employing Lagenaria siceraria (LS) leaf aqueous extract as a reducing and capping medium to remove methylene blue (MB) dye and have antibacterial properties against G-negative (Escherichia coli) and G-positive bacteria (Staphylococcus aureus). The formation of LS-Fe-NPs (Lagenaria-siceraria-iron-nanoparticles) was confirmed by a change in color from pale yellow to dark brown. Characterization techniques, such as particle size analysis (PSA), transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM), were employed to prove nano spherical particles of size range between 80-100 nm. Phytochemicals and the presence of iron in LS-Fe-NPs nanoparticles were proved by UV-visible spectrophotometry. Further, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis results confirmed the existence of bioactive molecules in the plants. The magnetic property was analyzed using a vibrating sample magnetometer (VSM), which displayed that the synthesized nanoparticles were superparamagnetic and exhibiting a saturation magnetization of 12.5 emu/g. Synthesized magnetic nanoparticles were used in methylene blue (MB) dye removal through adsorption. About 83% of 100 mg/L MB dye was removed within 120 min at pH 6 with a maximum adsorption capacity of 246.8 mg/g. Antibacterial efficacy of LS-Fe-NPs was screened against G-negative (Escherichia coli) and G-positive bacteria (Staphylococcus aureus), respectively, and found that LS-Fe-NPs were effective against Staphylococcus aureus.
Zinc metal organic framework (MOFZn)-loaded goad nanoparticles (AuNPs) sol (Au@MOFZn), which was characterized by TEM, Mapping, FTIR, XRD, and molecular spectrum, was prepared conveniently by solvothermal method. The results indicated that Au@MOFZn had a very strong catalytic effect with the nanoreaction of AuNPs formation between sodium oxalate (SO) and HAuCl4. AuNPs in the new indicator reaction had a strong resonance Rayleigh scattering (RRS) signal at 370 nm. The indicator AuNPs generated by this reaction, which had the most intense surface enhanced Raman scattering (SERS) peak at 1621 cm -1. The new SERS/RRS indicator reaction in combination with specific aptamer (Apt) to fabricate a sensitive and selective Au@MOFZn catalytic amplification-aptamer SERS/RRS assay platform for carbendazim (CBZ), with SERS/RRS linear range of 0.025-0.5 ng/mL. The detection limit was 0.02 ng/mL. Similarly, this assay platform has been also utilized to detect oxytetracycline (OTC) and profenofos (PF).
Velmurugan Palanivel;Sung-Chul Hong;Veera Ravi Arumugam;Sivakumar Subpiramaniyam;Pyong-In Yi;Seong-Ho Jang;Jeong-Min Suh;Eun-Sang Jung;Je-Sung Park
Advances in nano research
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v.14
no.4
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pp.391-397
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2023
This manuscript describes the one-step eco-friendly green fabrication of silver nanoparticles (AgNPs) through the in-situ bio-reduction of an aqueous solution of silver nitrate using Syzygium aromaticum leaf extract. UV-vis spectroscopy shows a characteristic SPR peak around 442 nm. FTIR spectroscopy showed that the AgNPs were capped with bioactive phyto-molecules. TEM images revealed oval and spherical particles with a mean diameter of ~12.6 nm. XRD analysis revealed crystalline and face-cantered cubic AgNPs. The phytosynthesized AgNPs showed broad-spectrum anti-microbial activity against two foodborne pathogenic bacteria, Listeria monocytogenes and Staphylococcus aureus. The AgNPs showed a prominent ability to inhibit biofilms formed by L. monocytogenes and S. aureus in laboratory conditions through a crystal violet assay. The results suggest that the AgNPs could be a novel nanotool to develop effective antimicrobial and anti-biofilm agents in food preservation.
Postsurgical infections are caused by implant-related pathogenic microorganisms that lead to graft rejection. Hence, an intrinsically antibacterial material is required to produce a biocompatible biomaterial with osteogenic properties that could address this major issue. Hence, this current research aims to make strontium-doped hydroxyapatite nanorods (SrHANRs) via an ethylene diamine tetraacetic acid (EDTA)-enable microwave mediated method using Anodontia alba seashells for biomedical applications. This investigation also perceives that EDTA acts as a soft template to accomplish Sr-doping and mesoporous structures in pure hydroxyapatite nanorods (HANRs). The X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM) analysis reveals the crystalline and mesoporous structures, and Brunauer-Emmett-Teller (BET) indicates the surface area of all the samples, including pure HANRs and doped HANRs. In addition, the biocidal ability was tested using various implant-related infectious bacteria pathogens, and it was discovered that Sr-doped HANRs have excellent biocidal properties. Furthermore, toxicity evaluation using zebrafish reports the non-toxic nature of the produced HANRs. Incorporating Sr2+ ions into the HAp lattice would enhance biocompatibility, biocidal activity, and osteoconductive properties. As a result, the biocompatible HANRs materials synthesized with Sr-dopants may be effective in bone regeneration and antibacterial in-built implant applications.
Nanoparticles are known for their outstanding properties such as particle size, surface area, optical and electrical properties. These properties have significantly boasted their applications in various surface phenomena. In this work, calcium oxide nanoparticles were synthesized from periwinkle shells as an approach towards waste management through resource recovery. The sol gel method was used for the synthesis. The nanoparticles were characterized using X-Ray diffractometer (XRD), Fourier Transformed Infra-Red Spectrophotometer (FTIR), Brunauer Emmett Teller (BET), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and ultra violet visible spectrophotometer (UV-visible). While DLS and SEM underestimate the particle diameter, the BET analysis reveals surface area of 138.998 m2/g, pore volume = 0.167 m3/g and pore diameter of 2.47 nm. The nanoparticles were also employed as an adsorbent for the purification of dye (methyl orange) contaminated water. The adsorbent showed excellent removal efficiency (up to 97 %) for the dye through the mechanism of physical adsorption. The adsorption of the dye fitted the Langmuir and Temkin models. Analysis of FTIR spectrum after adsorption complemented with computational chemistry modelling to reveal the imine nitrogen group as the site for the adsorption of the dye unto the nanomaterials. The synthesized nanomaterials have an average particle size of 24 nm, showed a unique XRD peak and is thermally and mechanically stable within the investigated temperature range (30 to 70 ℃).
In this paper, a powerful photocatalyst based on carbon nanocomposite is developed in order to obtain a new material applicable in water treatment and especially for the discoloration of effluents used in the textile industry. For that, TiO2-graphene nanocomposites have been successfully synthesized by a mixture of Functionalized Graphene Sheet (FGS) and tetrachlorotitanium complexes to form FGS-TiO2 nanocomposite. In the presence of an anionic surfactant, we used a new chemical process to functionalize graphene sheets in order to make them an excellent medium for blocking and preventing the aggregation of TiO2 nanoparticles. The components of these nanocomposites are characterized by means of X-ray diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM), which confirms the successful formation of the FGS-TiO2 nanocomposite. It was found that the TiO2 nanoparticles were dispersed uniformly on the graphene plane which possesses better charge separation capability than pure TiO2. The FGS-TiO2 nanocomposites exhibited higher photocatalytic activity compared to pure TiO2 for the removal of three dyes: such as Methylene Blue (MB), Bromophenol Blue (BB) and Alizarin Red-S (AR) in water. The removal process was fast and more efficient with FGS-TiO2 nanocomposite in daylight (in the absence of UV irradiation) compared to pure TiO2 nanoparticles without and under UV in all pH range.
Heavy metals, widely present in the environment, have become significant pollutants due to their excessive use in industries and technology. Their non-degradable nature poses a persistent environmental problem, leading to potential acute or chronic poisoning from prolonged exposure. Recent research has focused on separating heavy metals, particularly from industrial and mining sources. Industries such as metal plating, mining operations, tanning, wood and chipboard production, industrial paint and textile manufacturing, as well as oil refining, are major contributors of heavy metals in water sources. Therefore, removing heavy metals from water is crucial, especially for safe water supply in swimming and water sports. Iron oxide nanoparticles have proven to be highly effective adsorbents for water contaminants, and efforts have been made to enhance their efficiency and absorption capabilities through surface modifications. Nanoparticles synthesized using plant extracts can effectively bind with heavy metal ions by modifying the nanoparticle surface with plant components, thereby increasing the efficiency of heavy metal removal. This study focuses on removing lead from industrial wastewater using environmentally friendly, cost-effective iron nanoparticles synthesized with Genovese basil extract. The synthesis of nanoparticles is confirmed through analysis using Transmission Electron Microscope (TEM) and X-ray diffraction, validating their spherical shape and nanometer-scale dimensions. The method used in this study has a low detection limit of 0.031 ppm for measuring lead concentration, making it suitable for ensuring water safety in swimming and water sports.
Thi T. N. Phan;Aleksandar N. Nikoloski;Parisa A. Bahri;Dan Li
Advances in nano research
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v.16
no.1
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pp.41-52
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2024
In this study, rare-earth orthoferrites LnFeO3 were synthesized using a facile hydrothermal reaction and their visible-light-induced photo-Fenton degradation of organics was optimized through Ln variation (Ln = La, Pr, or Gd). The morphological, structural, and chemical characteristics of as-prepared samples were examined in detail by using different methods, including XRD, SEM, TEM, XPS, etc. On the other side, under visible light illumination, the photo-Fenton-like catalytic activities of LnFeO3 were assessed in terms of the removal of selected organic models, i.e., pharmaceuticals (ketoprofen and tetracycline) and dyes (rhodamine B and methyl orange). As compared with PrFeO3 or GdFeO3, the sample of LaFeO3 displayed more structural distortion, larger specific surface area, and narrower band gap, resulting in its higher photo-Fenton-like catalytic activity toward the degradation of organics. In organic-containing solution, in which the initial solution pH = 5, catalyst dosage = 1 g/L and H2O2 concentration = 10 mM, 98.2% of rhodamine B, 31.1% of methyl orange, 67.7% of ketoprofen, or 96.4% of tetracycline was removed after 90-min exposure to simulated visible light. Our findings revealed that variation of Ln site on rare-earth orthoferrites was an effective strategy for optimizing their organic removal via visible-light-induced photo-Fenton reaction.
The pharmaceutical industry in Bangladesh produces a diverse range of antibiotics for human and animal use, however, waste disposal management is inadequate. This results in substantial quantities of antibiotics being discharged into water bodies, which provide suitable environment for the growth of antibiotic-resistant bacteria, capable of spreading resistance genes. This study intended for exploring the bacterial antibiotic resistance profile in adjoining aquatic environmental sources of pharmaceutical manufacturing facilities in Bangladesh. Seven surface water samples were collected from the vicinity of two pharmaceutical industries located in the Savar area and 51 Escherichia coli isolates were identified using both phenotypic and genotypic methods. Antibiotic susceptibility tests revealed the highest percentage of resistance against ampicillin, azithromycin, and nalidixic acid (100%) and the lowest resistance against meropenem (1.96%) out of sixteen different antibiotics tested. 100% of the study E. coli isolates were observed with Multidrug resistance phenotypes, with the Multiple Antibiotic Resistance (MAR) value ranging from 0.6-1.0. Furthermore, 69% of the isolates were Extended Spectrum Beta-Lactamases (ESBL) positive as per the Double Disk Diffusion Synergy Test (DDST). ESBL resistance genes blaTEM, blaCTX-M-13, blaCTX-M-15, and blaSHV were detected in 70.6% (n = 36), 60.8% (n = 32), 54.9% (n = 28), and 1.96% (n = 1) of the isolates, respectively, by Polymerase Chain Reaction (PCR). Additionally, 15.68% (n = 8) of the isolates were positive for E. coli specific virulence genes in PCR. These findings suggest that pharmaceutical wastewater, if not properly treated, could be a formidable source of antibiotic resistance spread in the surrounding aquatic environment. Therefore, continued surveillance for drug resistance among bacterial populations around drug manufacturing facilities in Bangladesh is necessary, along with proper waste disposal management.
Salmonella are Gram-negative pathogenic bacteria commonly found in food animals such as poultry and swine and potentially constitute risks and threats to food safety and public health through transmissible virulence and antimicrobial resistance (AMR) genes. Although there are previous studies in the Philippines regarding genotypic and phenotypic AMR in Salmonella, there are very few on virulence and their associations. Hence, this study collected 700 Salmonella isolates from swine samples in abattoirs and wet markets among four districts in Metro Manila and characterized their genotypic virulence and β-lactam AMR profiles. Gene frequency patterns and statistical associations between virulence and bla genes and comparisons based on location types (abattoirs and wet markets) and districts were also determined. High prevalence (>50%) of virulence genes was detected encompassing Salmonella pathogenicity islands (SPIs) 1-5 suggesting their pathogenic potential, but none possessed plasmid-borne virulence genes spvR and spvC. For bla, blaTEM was detected with high prevalence (>45%) and revealed significant associations to four SPI genes, namely, avrA, hilA, mgtC, and spi4R, which suggest high resistance potential particularly to β-lactam antibiotics and relationships with pathogenicity that remain mechanistically unestablished until now. Lastly, comparisons of location types and districts showed variations in gene prevalence suggesting effects from environmental factors throughout the swine production chain. This study provides vital data on the genotypic virulence and AMR of Salmonella from swine in abattoirs and wet markets that suggest their pathogenicity and resistance potential for policymakers to implement enforced surveillance and regulations for the improvement of the Philippine swine industry.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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