Green Approach to the Synthesis of Gold Nanoparticles With Antimicrobial Activity Using Plant Extracts Based on a Deep Eutectic Solvent

ENG: Gold nanoparticles were synthesized by reducing hydrogen tetrachloroaurate(III) trihydrate (HAuCl4⋅3H2O) using plant waste (banana peel) extracts obtained using a deep eutectic solvent (DES) based on choline chloride. It was demonstrated that the plant waste (banana peel) extract obtained by DES allows the synthesis of spherical gold nanoparticles (Au NPs), characterized by a maximum plasmon resonance absorption peak at approximately λ=540–560 nm, with an average nanoparticle size range of 31–68 nm with a zeta potential value of –33 to –36 mV, depending on the initial concentration of the precursor stabilizer used in the synthesis process. Choline chloride-based DES was used as a new alternative to conventional solvents for ultrasonic extraction of active substances from plant waste, in particular banana peel. Low-temperature eutectic solvents based on choline chloride were compared with glycerol and lactic acid in a ratio of 1:3 and water 10–30%. It was found that choline chloride and glycerol in a ratio of 1:3 with a water content of 30% are highly effective for the extraction of flavonoid compounds from plant waste (banana peel). The influence of extraction parameters, namely sample-to-solvent ratio and extraction time, on the content of extracted flavonoids and antioxidant activity of the extract was studied using the methods of determining antioxidant activity by ferric ion reduction (FRAP) and the ABTS test (2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid). It was established that the extracted flavonoid content using DES is 222–521 mg/100 g. It was established that the sample-to-solvent ratio (1:45–1:80) and the extraction time of 10–30 min allow obtaining the antioxidant activity value of banana peel extracts, determined by the FRAP and ABTS methods: 20–60 mmol/l and 15–35 mmol/l. The gold nanoparticles obtained using DES extracts of banana peel showed higher antibacterial activity against E. coli compared to the DES extract of banana peel and non-sterilized gold nanoparticles

UKR: Наночастинки золота було синтезовано шляхом відновлення гідроген тетрахлораурату (III) гідрату (HAuCl4 3H2O) з використанням екстрактів рослинних відходів (бананової шкірки), одержаних за допомогою низькотемпературного евтектичного розчинника (НЕР) на основі холін хлориду. Продемонстровано, що екстракт рослинних відходів (бананової шкірки), одержаний НЕР дозволяє синтезувати сферичні наночастинки золота (НЧ Au), що характеризуються максимальним піком поглинання плазмонного резонансу приблизно при =540–560 нм, з діапазоном середнього розміру нано-частинок 31–68 нм із значенням дзета-потенціалу –33ч–36 мВ, залежно від початкової концентрації прекурсора-стабілізатора, що використовується в процесі синтезу. НЕР на основі холін хлориду використовувався як новий альтернативний звичайним розчинникам для ультразвукової екстракції активних речовин з відходів рослинної сировини, зокрема бананової шкірки. Було здійснено порівняння низькотемпературних евтектичних розчинників на основі холін хлориду з гліцерином і молочною кислотою у співвідношенні 1:3 і водою 10–30%. Було встановлено, що холін хлорид та гліцерин у співвідношенні 1:3 із вмістом води 30% є високоефективними для екстрагування флавоноїдних сполук із рослинних відходів (шкірки банану). Досліджено вплив параметрів екстрагування, а саме: співвідношення зразка до розчинника і час екстракції на вміст екстрагованих флавоноїдів і антиоксидантну активність екстракту за допомогою методів визначення антиоксидантної активності за допомогою відновлення іонів заліза (FRAP) і тест (ABTS) (2,2'-азино-біс(3-етилбензотіазолін-6-сульфонова кислота). Встановлено, що екстрагований вміст флавоноїдів з використанням НЕР становить (222–521 (мг/100 г). Встановлено, що співвідношення зразок:розчинник (1:45ч1:80) і час екстрагування 10–30 хв дозволяє отримати значення антиоксидантної активності екстрактів бананової шкірки, визначене методами FRAP і ABTS: 20–60 ммоль/л і 15–35 ммоль/л. Одержані наночастинки золота з використанням НЕР-екстрактів бананової шкірки показали вищу антибактеріальну активність до E. coli порівняно з екстрактом НЕР-бананової шкірки та нестабілізованими наночастинками золота