Nell’ultimo decennio, il rapido sviluppo dei liquidi ionici, noti anche come Deep Eutectic Solvents (DES), che trovano impiego in un’ampia gamma di processi chimici e biochimici, ha determinato un crescente interesse verso composti green bioattivi e nanomateriali.

Secondo le ricerche disponibili, anche la domanda di nanomateriali d’oro è in costante aumento. Questa traiettoria ascendente suggerisce un modello sostenuto di crescita dinamica nel tempo.

Attualmente, le strategie per produrre nanoparticelle d’oro comprendono tecniche di natura fisica, chimica e biologica. Tra queste, l’approccio bioinorganico si distingue come metodo di preparazione emergente e rispettoso dell’ambiente, in grado di affrontare efficacemente le limitazioni associate ai processi fisici e chimici.

Promettenti per la sintesi di nanoparticelle metalliche sono i Deep Eutectic Solvents  basati su betaina e cloruro di colina con urea.

Nanoparticelle d’oro da sottoprodotti vegetali e liquidi ionici

I sistemi green per la sintesi di nanomateriali implicano l’uso sia di composti organici ottenuti da materiali vegetali di scarto sia di liquidi ionici.

Il presente lavoro, pubblicato su Sustainable Chemistry for the Environment, prende in esame la sintesi di nanoparticelle d’oro (AuNPs) utilizzando l’estratto di buccia di prugna ottenuto tramite Deep Eutectic Solvents (betaina-urea e cloruro di colina-urea).

Il meccanismo di formazione dei solventi usati e le interazioni molecolari tra i componenti sono stati studiati attraverso metodi di chimica quantistica.

I Deep Eutectic Solvents (DES) sono stati sfruttati per ottenere estratti dalle bucce di prugna. È stato stabilito che la capacità riducente degli estratti ottenuti con questi liquidi ionici è maggiore (489-580 mg ASE/g di estratto) rispetto all’impiego di una soluzione acquosa-alcolica tradizionale (336 mg ASE/g di estratto).

Le nanoparticelle d’oro (AuNPs) sono state caratterizzate mediante spettroscopia UV-vis, spettroscopia ad infrarossi a trasformata di Fourier (FTIR) e analisi SEM-XRD.

La dimensione delle particelle è risultata pari a 5-10 nm e la forma sferica, mentre per il potenziale zeta è stato riscontrato un valore da -46 a 47 mV.

La capacità di scavenging della soluzione campione per i radicali dell’acido 2,2′-azino-bis-(3-etilbenzotia-zolina-6-solfonico (ABTS) è stata determinata tramite test di scavenging.
Le nanoparticelle d’oro (AuNPs) sintetizzate estraendo con cloruro di colina-urea (Cl-U) hanno mostrato un potenziale antiossidante significativo contro ABTS•+, con un IC50 di 110 mg/mL.

Creme cosmetiche con nanoparticelle d’oro

Le nanoparticelle d’oro (AuNPs) sintetizzate dall’estratto di buccia di prugna in Deep Eutectic Solvents (DES) sono state inserite in emulsioni cosmetiche valutate per: caratteristiche organolettiche, proprietà fisico-chimiche, attività antibatterica in vitro contro Escherichia coli e Bacillus subtilis.

La crema contente lo 0,5% di nanoparticelle d’oro (AuNPs) si è rivelata in grado di migliorare l’idratazione cutanea e con buone proprietà antibatteriche.

Le nanoparticelle d’oro sintetizzate da estratti di buccia di prugna con Deep Eutectic Solvents hanno determinato effetti genotossici in concentrazioni superiori a 500 ppm. Di conseguenza, in futuro, sarebbe utile esplorarne ulteriormente le attività antibatterica e antiossidante.

Victoria Vorobyova, Margarita Skiba, Kateryna Vinnichuk, Georgii Vasyliev; Synthesis of gold nanoparticles using plum waste extract with green solvents; Sustainable Chemistry for the Environment, Volume 6, 2024, 100086, ISSN 2949-8392, https://doi.org/10.1016/j.scenv.2024.100086