Name: Ulepszona fotoluminescencja ekstraktów z Curcuma longa poprzez transfer energii za pośrednictwem chitozanu do zastosowań związanych z uwierzytelnianiem tekstyliów (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-12-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 50 s
Description: Odkryj metodę wzmacniania fotoluminescencji ekstraktów z Curcuma longa przy użyciu chitozanu do zastosowań w tekstyliach i zabezpieczeniach przeciw podrabianiu.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Ta praca jest wspierana przez Departament Nauki i Technologii - Filipiński Instytut Badawczy Włókiennictwa w ramach projektu DOST Grants-in-Aid (DOST-GIA) zatytułowanego Ukryta technologia w kierunku zrównoważonego rozwoju i ochrony filipińskich sektorów tekstylnych w ramach programu cyfryzacji filipińskiego przemysłu tkackiego na krosnach ręcznych.

1. Ekstrakcja kurkuminy
<ol>
	<li>Odważyć 3 g proszku C. longa w probówce wirówkowej o pojemności 50 ml. 
	UWAGA: Użyto probówki wirówkowej o pojemności 50 ml, aby ułatwić proces wirowania i przetworzyć ekstrakcję w jednym pojemniku.</li>
	<li>Dodaj 38 ml etanolu (cz.d.a., 99%) do probówki wirówkowej. Delikatnie potrząśnij probówką, aby zapewnić dokładne wymieszanie etanolu z proszkiem C. longa.</li>
	<li>Sonikuj rurkę przez 30 minut w normalnym trybie sonicznym i ustawieniu wysokiej intensywności ekstrakcji.</li>
	<li>Aby oddzielić materiały stałe, odwirować probówkę o stężeniu 4430 x g przez 10 minut. Przed użyciem wirówki otwórz probówkę i ponownie ją zamknij, aby obniżyć ciśnienie i zapobiec wyciekom.</li>
	<li>Dekantować w celu zebrania supernatantu i przechowywania go w suchych warunkach otoczenia. Supernatant zawiera ekstrakt z kurkuminy w rozpuszczalniku etanolowym. Ważne jest, aby pojemnik był zamknięty, aby zapobiec wyciekowi rozpuszczalnika.</li>
</ol>
2. Charakterystyka ekstraktu z C. longa w podczerwieni (FTIR) z transformacją Fouriera
UWAGA: Spektrofotometr na podczerwień z transformacją Fouriera (ATR-FTIR) był obsługiwany zgodnie ze standardowymi procedurami znajdującymi się w instrukcji obsługi.
<ol>
	<li>Przed pomiarem widm IR należy ustawić parametry pomiaru. Skorzystaj z opcji Pomiar, kliknij w zakładkę Zaawansowane i ustaw parametry dla czasu skanowania próbki i tła na 40 skanów, rozdzielczości skanowania na 4cm1, oraz zakresu od 4000 - 400 cm-1.</li>
	<li>Oczyść kryształ ATR za pomocą propan-2-olu (99,8%). Po wyczyszczeniu przełącz się na Basic. 
	UWAGA: Skanowanie tła jest niezbędne do wyeliminowania zakłóceń środowiskowych, zapewniając, że widma IR reprezentują wyłącznie analizowaną próbkę. Pomiary tła są wykonywane tylko przed rozpoczęciem pracy przyrządu. Czyszczenie kryształu ATR powinno odbywać się zawsze przed każdym nowym pomiarem.</li>
	<li>Za pomocą pipety Pasteura nałóż 0,3 ml surowego ekstraktu C. longa na kryształ ATR i pozostaw do wyschnięcia na 3 do 5 minut, aby usunąć zakłócenia etanolu. Gdy etanol wysycha, ekstrakt w konsekwencji gromadzi się w krysztale, co zmniejsza odczyt transmitancji.</li>
	<li>W oprogramowaniu kliknij opcję Measure > Advanced (Zmierz Zaawansowane), aby ustawić nazwę pliku. Po nazwaniu próbki należy kliknąć na zakładkę Basic i zmierzyć przepuszczalność podczerwieni suszonego ekstraktu.</li>
	<li>Powtórz kroki 2.3 i 2.4 do 3x lub do momentu, gdy rozdzielczość widm ulegnie poprawie. 
	UWAGA: Poprawa rozdzielczości jest określana przez spadek transmitancji w widmie.</li>
	<li>Po zakończeniu odczytu wyczyść kryształ ATR za pomocą 99% etanolu i niestrzępiących się chusteczek. Następnie wyczyść stolik na próbkę ATR za pomocą propan-2-olu.</li>
</ol>
3. Pomiar ekstraktu C. longa w świetle UV
UWAGA: Spektrofotometr UV-widzialny był obsługiwany zgodnie ze standardowymi procedurami znajdującymi się w instrukcji obsługi.
<ol>
	<li>Przed pomiarem próbek należy odczekać, aż przyrząd się rozgrzeje przez 15 do 30 minut. Ustabilizuje to źródło światła i detektor, zapewniając w ten sposób powtarzalne odczyty. Napełnij komórkę referencyjną etanolem.</li>
	<li>Przed pomiarem widm absorpcyjnych należy ustawić parametry pomiaru. Użyj opcji Setup, kliknij kartę Cary i ustaw czas skanowania na 0,1 s, interwał danych na 1 nm i szybkość skanowania na 600 nm/min. Na koniec ustaw zakres od 200 nm do 700 nm.</li>
	<li>Przygotować 25 ml rozcieńczenia ekstraktu C. longa w zakresie od 1:1000 do 1:100 z krokami co 1:100, używając etanolu jako rozpuszczalnika.</li>
	<li>Przenieść około 3,5 ml rozcieńczonego C. longa do kuwety kwarcowej za pomocą pipety Pasteura. Aby ułatwić czyszczenie po każdym pomiarze próbki, zacznij od rozcieńczenia 1:1000 i pracuj do 1:100.</li>
	<li>Zmierzyć absorbancję ekstraktu w sposób opisany poniżej.
	<ol>
		<li>Wyczyść kuwetę etanolem i powtórz pomiary dla pozostałych rozcieńczeń.</li>
		<li>Aby zapewnić dokładność wchłaniania, przed przeniesieniem roztworu badanego należy dokładnie przepłukać kuwety rozcieńczonym ekstraktem.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Powtórzyć kroki 3.4-3.5.2 dla innych stężeń.</li>
</ol>
4. Pomiar fotoluminescencji ekstraktu z C. longa
UWAGA: Działanie spektrometru fluorescencyjnego przebiegało zgodnie ze standardowymi procedurami znajdującymi się w instrukcji obsługi.
<ol>
	<li>Przed pomiarem próbek należy odczekać, aż przyrząd się rozgrzeje przez 15 do 30 minut. Ustabilizuje to źródło światła i detektor, zapewniając w ten sposób powtarzalność każdego pomiaru.</li>
	<li>Przed pomiarem widm fluorescencyjnych należy najpierw ustawić parametry pomiaru. Kliknij przycisk Zmierz i ustaw czas integracji na 0,1 s, przyrosty co 1 nm, a szerokość szczeliny na 1 nm. Zakres pomiarowy może się różnić w zależności od źródła wzbudzenia lub emisji.</li>
	<li>Za pomocą pipety Pasteura ostrożnie przenieś około 3,5 ml rozcieńczonego C. longa do kuwety kwarcowej. Aby ułatwić czyszczenie po pomiarze próbki, rozpocznij pomiar od 1:1000 do 1:100.</li>
	<li>Zmierzyć emisję ekstraktu przy użyciu źródła wzbudzenia o długości fali 365 nm. Ustaw zakres emisji od 380 nm do 625 nm.</li>
	<li>Używając długości fali o najwyższej emisji z kroku 4.4, zmierz widmo wzbudzenia próbki. Ustawić dolną granicę zakresu wzbudzenia na 330 nm i obliczyć górną granicę przy użyciu monitorowanej długości fali emisji minus 15 nm. Naddatek 15 nm gwarantuje, że w widmach nie będzie obserwowane rozpraszanie pierwszego rzędu.</li>
	<li>Używając długości fali o najwyższym wzbudzeniu z kroku 4.5, ponownie zmierz widmo emisyjne próbki. Obliczyć dolną granicę zakresu emisji, wykorzystując długość fali wzbudzenia plus 15 nm. Ustaw górną granicę na 625 nm.</li>
	<li>Zmierzyć matrycę emisyjno-wzbudzoną ekstraktu C. longa, jak opisano poniżej.
	<ol>
		<li>Aby zachować spójność, ustaw zakres pomiarowy wzbudzenia od 330-435 nm, a emisję na 450-650 nm. Utrzymuj te parametry dla wszystkich stężeń.</li>
		<li>Wyczyść kuwetę etanolem i powtórz pomiary dla innych rozcieńczeń. Aby zapewnić dokładność pomiarów fluorescencji, przed przeniesieniem roztworu testowego należy przepłukać kuwety rozcieńczonym ekstraktem.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
5. Pomiar fotoluminescencji chitozanu
<ol>
	<li>Przygotować 300 ml 1% w/v roztworu chitozanu. Wymieszaj 3 g chitozanu z 1% v/v roztworem kwasu octowego (99,8%), aż osiągnie 300 ml. Mieszaj roztwór przez 24 godziny lub do momentu, gdy się zhomogenizuje.</li>
	<li>Zmierz matrycę emisji-wzbudzenia chitozanu zgodnie z poniższym opisem.
	<ol>
		<li>Dla chitozanu należy zastosować następujące parametry pomiarowe: 
		Szerokość szczeliny: 1 nm (zarówno emisja, jak i wzbudzenie) 
		Czas integracji: 0,1 s 
		Zakres emisji: 300-370 nm 
		Zakres wzbudzenia: 385-450 nm</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zmierz widma podczerwieni tkanin zgodnie z poniższym opisem.
	<ol>
		<li>Umieść tkaninę z wieloma testerami (tkanina #1) nad kryształem ATR. Tkanina z wieloma testerami zawiera sześć rodzajów tkanin pokazanych w <silna klasa="xfig">Rysunek 1A. Podczas pomiaru za pomocą ATR-FTIR należy upewnić się, że cały kryształ ATR jest pokryty próbką. Tkanina powinna w pełni stykać się z kryształem ATR, pociągając za dźwignię dociskacza próbki. Zmniejszy to zbieraną przez niego transmitancję.</li>
		<li>Zmierz przepuszczalność podczerwieni tkanin. Powtórz pomiar na innych tkaninach.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
6. Barwienie tkanin
<ol>
	<li>Zważ tkaniny, aby określić ilość barwnika i wykończenia chitozanowego, które należy zastosować.</li>
	<li>Przygotować roztwory ekstraktu C. longa w rozcieńczeniach 1:1, 1:10, 1:50, 1:100, 1:500 i 1:1000 przy użyciu 99% etanolu.</li>
	<li>Tkaniny należy farbować rozcieńczonym ekstraktem C. longa w stosunku 1:25 do roztworu przez 1 godzinę, mocząc tkaninę w roztworach.</li>
	<li>Zawieś tkaniny do wyschnięcia. Opłucz tkaniny wodą z kranu i powieś do wyschnięcia.</li>
	<li>Wykonaj wykończenie tkaniny zgodnie z poniższym opisem.
	<ol>
		<li>Namocz barwione tkaniny w 1% w/v roztworze chitozanu w stosunku 1:40 materiału do ługu przez 1 godzinę, mocząc tkaninę w roztworze.</li>
		<li>Zawieś tkaniny do wyschnięcia. Opłucz tkaniny wodą z kranu i powieś do wyschnięcia.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
7. Pomiary fotoluminescencji tkanin barwionych
<ol>
	<li>Umieść tkaninę w uchwycie na próbkę. W przypadku korzystania z tkanin z wieloma testerami AATCC upewnij się, że badana tkanina jest umieszczona na środku okna i żadne inne tkaniny nie znajdują się w obszarze pomiaru. Aby ustalić położenie tkanin, użyj szklanych szkiełek jako podpory. Przykład rozmieszczenia tkaniny pokazano w Rysunek 1.</li>
	<li>Do pomiaru fotoluminescencji tkaniny ustaw czas integracji na 0,1 s, przyrosty na 1 nm, a szerokość szczeliny na 0,6 nm. Zmierz fluorescencję barwionych tkanin przy wzbudzeniu 365 nm. Podobnie jak w przypadku roztworów pomiarowych, ustaw zakres emisji na 380-625 nm.</li>
	<li>Używając długości fali o najwyższej emisji z kroku 5.3, zmierz widmo wzbudzenia próbki. Ustawić dolną granicę zakresu wzbudzenia na 330 nm i obliczyć górną granicę zakresu wzbudzenia, korzystając z monitorowanej długości fali emisji minus 15 nm. Naddatek 15 nm gwarantuje, że w widmach nie będzie obserwowane rozpraszanie pierwszego rzędu.</li>
	<li>Używając długości fali o najwyższym wzbudzeniu z kroku 7.3, zmierz widmo emisyjne próbki. Obliczyć dolną granicę zakresu emisji, wykorzystując długość fali wzbudzenia plus 15 nm. Ustaw górną granicę na 625 nm.</li>
	<li>Powtórzyć etap pomiaru 7.1–7.4 dla innych rodzajów tkanin z próbkami i o różnych stężeniach.</li>
	<li>Zmierz widma emisji rozcieńczonych w stosunku 1:50 tkanin C. longa barwionych ekstraktem z chitozanu przy użyciu długości fali wzbudzenia 365 nm. 
	UWAGA: Tkaniny barwione w rozcieńczeniu 1:50 służą do analizy efektów wykończenia chitozanem, ponieważ wykazuje ono najwyższą fotoluminescencję. Podobnie jak w kroku 4.4, ustaw zakres emisji od 380 do 625 nm.</li>
	<li>Zbierz dane spektrochemiczne do interpretacji.</li>
</ol>
8. Analiza morfologiczna tkanin
UWAGA: Analiza morfologiczna tkanin obejmuje dwa rodzaje oświetlenia: światło białe i światło UV 365 nm. Wybór źródła światła może ujawnić, w jaki sposób barwnik i wykończenie przylegają do tkaniny.
<ol>
	<li>Ponieważ mikroskop nie jest wyposażony w źródło światła UV, należy użyć ręcznego źródła światła UV 365 nm. Zamocuj źródło światła bezpiecznie, aby utrzymać stałą pozycję bez wpływu na proces obrazowania. Użyj zacisku przymocowanego do żelaznej podstawy, aby zamontować światło UV 365 nm, kierując je w stronę stereoskopowego mikroskopu zmiennoogniskowego stage.</li>
	<li>Umieść tkaninę na stoliku i otwórz źródło białego światła. Użyj pokrętła regulacji zgrubnej, aby ustawić powiększenie na najmniejsze powiększenie i zlokalizować docelowy obszar obrazowania. Stopniowo zwiększaj powiększenie do 4x i dopracowuj je za pomocą pokrętła precyzyjnej regulacji.</li>
	<li>Skorzystaj z wbudowanego oprogramowania do obrazowania, aby wstawić podziałkę liniową i uchwycić obraz.</li>
	<li>Aby zapewnić spójne obrazowanie, skonfiguruj parametry ekspozycji z następującymi wartościami: ustaw kompensację ekspozycji na 100, czas ekspozycji na 100 ms i wzmocnienie na 20. Dodatkowo dostosuj wartości odcienia do czerwonego: 27, zielonego: 32 i niebieskiego: 23. Inne określone parametry wymagające regulacji to ostrość: 75, odszumianie: 35, nasycenie: 50, gamma: 6 i kontrast: 50.</li>
	<li>Wyłącz źródło światła białego i włącz źródło światła 365 nm. Przechwyć obraz przy użyciu tych samych parametrów obrazowania.</li>
	<li>Powtarzaj kroki od 8.3 do 8.6 dla wszystkich rodzajów tkanin i warunków (puste, barwione, tylko wykańczające, barwione i wykończone), aż zostaną uchwycone obrazy wszystkich tkanin. W sumie powinno znaleźć się 48 zdjęć tkanin.</li>
</ol>

Use of Chitosan to Enhance Photoluminescence of Curcumin for Textile Authentication

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Wykańczanie tekstyliów jest powszechną praktyką w branży w celu nadania tkaninom dodatkowych właściwości funkcjonalnych, dzięki czemu są one bardziej odpowiednie do określonych zastosowań 45,47,48. W tym badaniu wyekstrahowana kurkumina została wykorzystana jako naturalny barwnik, który służy jako mechanizmy uwierzytelniania w zastosowaniach tekstylnych. Protokoły kładą nacisk nie tylko na ekstrakcję kurkuminy z kurkumy, ale tak...

Podrabianie jest uważane za plagę w szeroko rozpowszechnionych branżach na całym świecie. Gwałtowny wzrost liczby podrabianych produktów na rynku powoduje spustoszenie gospodarcze, które utrudnia utrzymanie głównego wynalazcy1,2,3,4,5,6. Zostało to wysunięte na pierwszy plan w 20207 w związku z ciągłym problemem pojawiających się podróbek, o czym świadczy rosnący trend publikacji zawierających w tytułach słowo kluczowe antifefeiting lub counterfeiting. Od czasu ostatniego doniesienia z 2019 r. zaobserwowano znaczny wzrost liczby publikacji związanych z podróbkami, co sugeruje, że podejmowane są znaczne wysiłki w celu zwalczania produkcji i dystrybucji oszukańczych towarów. Z drugiej strony może to być również dość niepokojące, biorąc pod uwagę, że oznacza postęp w branży podrabiania, który prawdopodobnie będzie się utrzymywał, jeśli nie zostanie skutecznie rozwiązany. Przemysł tekstylny nie jest odizolowany od tego problemu, ponieważ obecność podrabianych produktów tekstylnych poważnie wpłynęła na źródła utrzymania prawdziwych sprzedawców, producentów i tkaczy, między innymi3,8. Na przykład przemysł tekstylny w Afryce Zachodniej przez długi czas był uważany za jeden z wiodących rynków eksportowych na świecie. Stwierdzono jednak9, że około 85% udziału w rynku stanowią przemycane tekstylia, które naruszają zachodnioafrykańskie znaki towarowe. Skutki podrabiania odnotowano również na innych kontynentach, takich jak Azja, Ameryka i Europa, co wskazuje, że kryzys ten osiągnął niekontrolowany poziom i stanowi poważne zagrożenie dla i tak już borykającego się z problemami przemysłu tekstylnego2,3,4,10,11,12.
Wraz z szybkim postępem nauki, technologii i innowacji, badacze podjęli się opracowania funkcjonalnych materiałów do celów zapobiegania fałszerstwom. Wykorzystanie ukrytej technologii jest jednym z najczęstszych i najskuteczniejszych podejść do przeciwdziałania produkcji nieuczciwych towarów. Polega ona na wykorzystaniu materiałów fotoluminescencyjnych jako barwników zabezpieczających, które wykazują określoną emisję światła, gdy są naświetlane różnymi długościami fal13,14. Jednak niektóre barwniki fotoluminescencyjne dostępne na rynku mogą powodować toksyczność w wysokich stężeniach, stwarzając tym samym zagrożenie dla zdrowia ludzkiego i środowiska15,16.
Kurkuma (Curcuma longa) to niezbędna roślina używana w niezliczonych zastosowaniach, takich jak farby, środki aromatyzujące, medycyna, kosmetyki i barwniki do tkanin17. W kłączach występują naturalnie występujące fenolowe związki chemiczne zwane kurkuminoidami. Te kurkuminoidy obejmują kurkuminę, demetoksykurkuminę i bisdemetoksykurkuminę, wśród których kurkumina jest głównym składnikiem odpowiedzialnym za żywe zabarwienie od żółtego do pomarańczowego i właściwości kurkumy18. Kurkumina, znana również jako 1,7-bis(4-hydroksy-3-metoksyfenylo)-1,6-heptadien-3,5-dion<klasa sup="xref">19,20 o wzorze empirycznym C21H20O6, przyciągnęła znaczną uwagę w dziedzinie biomedycyny i farmacji ze względu na swoje właściwości antyseptyczne, przeciwzapalne, przeciwbakteryjne i przeciwutleniające17,18, 21,22,23. Co ciekawe, kurkumina posiada również właściwości spektralne i fotochemiczne. Na szczególną uwagę zasługują jego intensywne właściwości fotoluminescencyjne pod wpływem wzbudzeń ultrafioletowych (UV), które zostały zbadane tylko w kilku badaniach19,24,25. Biorąc pod uwagę te cechy, w połączeniu z jej hydrofobowym charakterem i nietoksycznymi właściwościami, kurkumina staje się idealnym barwnikiem do oznaczania autentyczności.
Ekstrakcja kurkuminy z kurkumy została po raz pierwszy opisana na początku XIX wieku. W ciągu ostatnich stuleci opracowano i udoskonalono liczne metodologie i techniki ekstrakcji w celu osiągnięcia wyższej wydajności26,27,28,29,30,31,32,33. Konwencjonalna ekstrakcja rozpuszczalnikowa jest szeroko stosowanym podejściem, ponieważ wykorzystuje rozpuszczalniki organiczne, takie jak etanol, metanol, aceton i heksan, między innymi, do izolowania kurkuminy z kurkumy34,35. Metoda ta ewoluowała poprzez modyfikacje, w połączeniu z bardziej zaawansowanymi technikami, takimi jak ekstrakcja wspomagana mikrofalami (MAE)18,36,37, Soxhlet extraction38,39, ekstrakcja wspomagana enzymatycznie (EAE)39,40, oraz ekstrakcja ultradźwiękowa36, m.in. w celu zwiększenia plonów. Ogólnie rzecz biorąc, metoda ekstrakcji rozpuszczalnikiem jest stosowana do ekstrakcji naturalnego barwnika ze względu na jej wszechstronność, niskie zapotrzebowanie na energię i opłacalność, dzięki czemu idealnie nadaje się do skalowalnych branż, takich jak tekstylia.
Kurkumina została zintegrowana jako naturalne barwniki do tekstyliów ze względu na swój wyraźny żółty odcień. Jednak słaba adsorpcja naturalnych barwników na włóknach tekstylnych stanowi wyzwanie, które utrudnia jego opłacalność komercyjną41. Zaprawy, takie jak metale, polisacharydy i inne związki organiczne, służą jako powszechne spoiwa wzmacniające powinowactwo naturalnych barwników do tkaniny. Chitozan, polisacharyd pochodzący ze skorupiaków, jest szeroko stosowany jako alternatywny środek zaprawiający ze względu na jego obfitość w naturze, biokompatybilność i trwałość prania42. Badanie to przedstawia łatwe i proste podejście do przygotowania znakowania uwierzytelniającego na podstawie kurkuminy. Surowe ekstrakty kurkuminy uzyskano metodą ekstrakcji rozpuszczalnikowej wspomaganej sonikacją. Właściwości fotoluminescencyjne wyekstrahowanej kurkuminy zostały kompleksowo zbadane na podłożach tekstylnych i dodatkowo wzmocnione poprzez wprowadzenie chitozanu jako środka zaprawiającego . Świadczy to o znacznym potencjale jako barwnika fotoluminescencyjnego pochodzenia naturalnego do zastosowań uwierzytelniających.

<table><tbody><tr><td>(Kurkumina) C. longa, suszona rozpyłowo&nbsp;</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>Naturalnie pozyskiwany</td></tr><tr><td>cylinder z podziałką 100 ml</td><td>nie dotyczy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>pipety serologicznej 10 ml</td><td>brak zlewki</td><td></td><td></td></tr><tr><td>200 ml</td><td>nie dotyczy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>światła UV 365 nm</td><td>AloneFire</td><td></td><td>SV004 LG</td></tr><tr><td>50 ml Tuba Centeifuge</td><td>n/a</td><td></td><td></td></tr><tr><td>AATCC Multitester Fabric</td><td>Testfabrics, Inc. </td><td>401002</td><td>Tkanina testowa AATCC Multifiber # 1 wstępnie przycięte kawałki o wymiarach 2 x 2 cale, zgrzewana</td></tr><tr><td>waga analityczna</td><td>Satorius</td><td></td><td>BSA 224S-CW</td></tr><tr><td>Aspirator</td><td>n/a</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ATR-FTIR</td><td>Wirówka Bruker</td><td></td><td>Bruker Tensor II</td></tr><tr><td></td><td>Hermle Labortechnik GmbH</td><td></td><td>Z 206 A</td></tr><tr><td>Chitozan</td><td>Tokyo Chemical Industries</td><td>9012-76-4</td><td></td></tr><tr><td>Cyfrowy&nbsp; Kamera</td><td>ToupTek</td><td></td><td>XCAM1080PHB</td></tr><tr><td>Suszarka do suszenia</td><td>n/a</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Etanol</td><td>Chem-Supply</td><td>64-17-5</td><td>Niedenaturowany, czystość 99,9%</td></tr><tr><td>Lodowaty kwas octowy</td><td>RCI-Labscan</td><td>64-19-7</td><td>Klasa AR, czystość 99,8%</td></tr><tr><td>Szkiełko Szkiełko</td><td>Brak</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Żelazny zacisk</td><td>Brak Żelazny</td><td></td><td></td></tr><tr><td>stojak</td><td>n/a</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mieszadło magnetyczne</td><td>Corning</td><td></td><td>PC-620D</td></tr><tr><td>Pipeta Pasteura</td><td>n/a</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Propan-2-ol</td><td>RCI-Labscan</td><td>67-63-0</td><td>AR Grade, czystość 99,8%</td></tr><tr><td>Sonicator</td><td>Jeio Tech Inc.</td><td></td> Spektrofluorometr <td>UCS-20</td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>Horiba (Jovin Yvon)</td><td></td><td>Horiba Fluoromax Plus</td></tr><tr><td>Mieszadło</td><td></td> Spektrofotometr <td></td><td></td></tr><tr><td>UV-Vis</td><td>Agilent</td><td></td><td>Cary UV 100</td></tr><tr><td>Butelka do mycia</td><td>nie dotyczy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Mikroskop stereoskopowy z zoomem</td><td>Olympus</td><td></td><td>SZ61</td></tr></tbody></table>

ulepszona fotoluminescencja ekstraktów z curcuma longa poprzez transfer energii za pośrednictwem chitozanu do zastosowań związanych z uwierzytelnianiem tekstyliów

Enhanced Photoluminescence of Curcuma longa Extracts via Chitosan-Mediated Energy Transfer for Textile Authentication Applications

Barwniki do oznaczania bezpieczeństwa odgrywają kluczową rolę w ochronie integralności produktów w różnych dziedzinach, takich jak między innymi tekstylia, farmaceutyki, żywność i produkcja. Jednak większość komercyjnych barwników stosowanych jako oznaczenia zabezpieczające jest kosztowna i może zawierać toksyczne i szkodliwe substancje, które stanowią zagrożenie dla zdrowia ludzkiego. Kurkumina, naturalny związek fenolowy występujący w kurkumie, posiada wyraźne właściwości fotoluminescencyjne wraz z żywym żółtym kolorem, co czyni ją potencjalnym materiałem kandydującym do zastosowań uwierzytelniających. Badanie to demonstruje opłacalne i przyjazne dla środowiska podejście do opracowania zwiększonych emisji fotoluminescencyjnych z barwników kurkuminy do uwierzytelniania tekstyliów. Kurkuminę wyekstrahowano z C. longa przy użyciu metody ekstrakcji rozpuszczalnikiem wspomaganej sonikacją. Ekstrakt został pokryty zanurzeniowo i zabarwiony w podłożach tekstylnych. Chitozan został wprowadzony jako środek po zaprawianiu w celu stabilizacji kurkuminy oraz jako współuczulacz. Współuwrażliwienie kurkuminy z chitozanem wyzwala transfer energii w celu zwiększenia jej intensywności luminescencyjnej. Pik absorpcji widzialnej w promieniowaniu UV przy 424 nm jest związany z charakterystyczną absorpcją kurkuminy. Pomiary fotoluminescencji wykazały szeroką emisję osiągającą szczyt przy 545 nm ze znacznym wzmocnieniem przypisywanym transferowi energii indukowanemu przez chitozan, wykazując tym samym ogromny potencjał jako naturalnie pozyskiwany barwnik fotoluminescencyjny do zastosowań uwierzytelniających.

Analizy FTIR włókien pozwalają określić strukturę chemiczną każdego włókna reprezentowanego w tkaninach wielotestowych #1. Spektroskopię FTIR wykorzystano w celu scharakteryzowania grup funkcyjnych obecnych w każdym składniku tkanin wielotestowych. Jak pokazano na Rysunku uzupełniającym 1, rozróżnienie wynika z obecności grup funkcyjnych N-H, co pozwala na podzielenie tkanin na azotowe (Rysunek uzupełniający 1A) i celulozowe (Rys...

Fotoluminescencja jest jednym z najbardziej efektywnych mechanizmów uwierzytelniania stosowanych obecnie. Wykorzystanie i ulepszenie materiałów pochodzenia naturalnego o naturalnych właściwościach fotoluminescencyjnych i włączenie ich do podłoży tkaninowych może prowadzić do opracowania ekologicznych, zrównoważonych i funkcjonalnych tekstyliów do inteligentnych zastosowań.

Ulepszona fotoluminescencja ekstraktów z Curcuma longa poprzez transfer energii za pośrednictwem chitozanu do zastosowań związanych z uwierzytelnianiem tekstyliów

Dyes for security markings play a pivotal role in safeguarding the integrity of products across various fields, such as textiles, pharmaceuticals, food, ...

Kilku badaczy kurkumy koncentruje się na zastosowaniach medycznych i kosmetycznych. Bardzo niewielu zagłębiło się w jego właściwości fotoluminescencyjne. W tym badaniu pokazujemy łatwe, opłacalne i przyjazne dla środowiska podejście do zwiększania emisji fotoluminescencyjnej barwników kurkuma, mające na celu opracowanie ukrytych oznaczeń do zastosowań na tekstyliach.Obecne osiągnięcia koncentrują się wokół przygotowania różnorodnych materiałów luminescencyjnych, takich jak nieorganiczne kropki kwantowe, kropki węglowe, perowskity i syntetyczne barwniki organiczne. Niedawny postęp technologiczny w rozwoju materiałów fotoluminescencyjnych zwykle koncentruje się na ich zastosowaniach przemysłowych, takich jak diody LED. Interesujące jest to, że te same materiały fotoluminescencyjne, od pigmentów organicznych po nieorganiczny fosfor i kropki kwantowe, są również możliwymi prekursorami do zastosowań przeciwko podróbkom, jeśli zostaną poddane odpowiedniemu projektowi eksperymentalnemu.Podstawowym wyzwaniem w naszym eksperymencie jest zapewnienie jakości zebranego przez nas wyniku. Zoptymalizowaliśmy procedury eksperymentalne, aby nie tylko zachować dokładność danych, ale także zrobić to wydajnie, umożliwiając proste replikacje dla innych badaczy zainteresowanych tekstyliami i fotoluminescencją. Do wiązania kurkumy z tekstyliami stosuje się tradycyjne zaprawy metaliczne, takie jak żelazo, aluminium i miedź.Jednak metale w ściekach ściekowych po barwieniu mogą stanowić zagrożenie dla środowiska. W tym badaniu wykorzystano chitozan, produkt uboczny krabów i krewetek, jako alternatywną zaprawę do zabezpieczania kurkuminy w tkaninie, zapewniając doskonałą trwałość koloru. Aby rozpocząć charakterystykę FTIR ekstraktu z Curcuma longa, najpierw wyczyść kryształ ATR dwoma propanolami, a następnie użyj opcji pomiaru na instrumencie i kliknij zakładkę podstawową.Za pomocą pipety Pasteura nałóż 0,3 mililitra surowego ekstraktu Curcuma longa na kryształ ATR. Teraz kliknij pomiar, a następnie zaawansowane i ustaw nazwę pliku, a następnie naciśnij zakładkę podstawową i zmierz przepuszczalność podczerwieni wysuszonego ekstraktu. Aby wykonać pomiar ekstraktu w świetle widzialnym w promieniowaniu UV, najpierw należy pozostawić włączony spektrofotometr przez 15 do 30 minut, a następnie napełnić celę referencyjną etanolem.Następnie kliknij opcję konfiguracji i zakładkę przenoszenia, aby ustawić parametry pomiaru. Ustaw czas skanowania na 0,1 sekundy, interwał danych na jeden nanometr, a szybkość skanowania na 600 nanometrów na minutę. Następnie ustaw zakres długości fali od 200 nanometrów do 700 nanometrów.Przygotować 25 mililitrów do rozcieńczenia ekstraktu z Curcuma longa w ilościach od jednego do 100 z etanolem jako rozpuszczalnikiem. Po przeniesieniu 3,5 mililitra rozcieńczonego ekstraktu do kuwety litrowej zmierz jego absorbancję. Po pierwszym pomiarze wyczyść kuwetę etanolem.Dokładnie przepłucz kuwety rozcieńczonym ekstraktem, a następnie napełnij je roztworem testowym, aby zapewnić dokładność pomiarów absorpcji. Analiza FTIR ekstraktu wykazała znaczące piki o różnej długości, odpowiadające jego grupom funkcyjnym. Analiza UV wykazała szerokie spektrum absorpcji, wynoszące od 350 do 500 nanometrów.Dodatnia korelacja między chłonnością a stężeniem wykazała dobrą liniowość. Aby rozpocząć, rozgrzej spektrofotometr fluorescencyjny przez 15 do 30 minut przed pomiarem, a następnie kliknij pomiar i ustaw czas integracji na 0,1 sekundy, przyrosty na jeden nanometr, szerokość szczeliny na jeden nanometr, a wzór sygnału na S1c/R1c. Następnie za pomocą pipety Pasteura ostrożnie przenieś 3,5 mililitra rozcieńczonego ekstraktu z Curcuma longa do kuwety kwarcowej.Zmierz widma emisyjne za pomocą źródła wzbudzenia 365 nanometrów i ustaw zakres emisji od 380 nanometrów do 625 nanometrów. Zmierzyć widmo wzbudzenia próbki o długości fali o najwyższej emisji. Ustaw dolną granicę zakresu wzbudzenia na 330 nanometrów, a górną granicę ustaw na monitorowaną długość fali emisji minus 15 nanometrów.Ponownie zmierz widmo emisyjne próbki o najwyższej długości fali wzbudzenia. Ustaw zakres emisji rozpoczynający się od długości fali wzbudzenia plus 15 nanometrów do 625 nanometrów. Następnie ustaw zakres wzbudzenia ustalony między 330 a 435 nanometrów i emisję między 450 a 650 nanometrów dla wszystkich rozcieńczeń ekstraktu Curcuma longa.Następnie wyczyść kuwetę etanolem i zmierz emisje pozostałych rozcieńczeń. Aby zmierzyć matrycę wzbudzenia emisyjnego chitozyny, ustaw szerokość szczeliny na jeden nanometr, a czas całkowania na 0,1 sekundy. Emisja waha się od 300 do 370 nanometrów, a zakres wzbudzenia od 385 do 450 nanometrów.Następnie przenieś roztwór chitozyny do umytej kuwety i umieść go w spektrofotometrze, aby zmierzyć jego matrycę wzbudzenia emisyjnego. Umieść tkaninę multitestera na kwarce ATR przyrządu FTIR, a następnie zmierz przepuszczalność podczerwieni tkaniny. Aby przeprowadzić analizę fluorescencyjną tkaniny barwionej chitozyną, należy umieścić tkaninę w uchwycie na próbkę instrumentu.Ustal pozycję tkaniny na środku okna za pomocą szklanych prowadnic. Teraz ustaw czas integracji na 0,1 sekundy, przyrosty do jednego nanometra, szerokość szczeliny na 0,6 nanometra i formułę sygnału na S1c/R1c, a następnie ustaw zakres emisji od 380 do 635 nanometrów i zmierz fluorescencję na 365 nanometrów. Do pomiaru widma emisyjnego próbki należy użyć długości fali o najwyższym wzbudzeniu określonej przez analizę fotoluminescencji.Dodaj 15 nanometrów do długości fali wzbudzenia i ustaw ją jako dolną granicę zakresu emisji. Ustaw górny limit na 625 nanometrów. Na koniec zmierz widma emisyjne od jednego do 50 rozcieńczonych tkanin barwionych chitozyną Curcuma longa w odległości 365 nanometrów.Aby przeprowadzić analizę morfologiczną tkanin, najpierw zamontuj ręczne źródło promieniowania UV o długości 365 nanometrów na stojaku na żelazko. Skieruj go w stronę mikroskopu stereoskopowego. Następnie umieść tkaninę na scenie i otwórz źródło białego światła.Ustaw powiększenie na najmniejsze powiększenie, aby zlokalizować docelowy obszar obrazowania. Zwiększ powiększenie do czterech razy i popraw ostrość obrazu za pomocą pokrętła precyzyjnej regulacji. Za pomocą wbudowanego oprogramowania do obrazowania wstaw pasek skali i uchwyć obraz.Aby zapewnić jednolite obrazowanie, ustaw kompensację ekspozycji na 100, czas ekspozycji na 100 milisekund, a wzmocnienie na 20. Następnie dostosuj wartości odcienia czerwonego do 27, zielonego do 32, niebieskiego do 23. Na koniec dostosuj ostrość do 75, odszumianie do 35, nasycenie do 50, gamma do sześciu i kontrast do 50.Włącz lampę ultrafioletową po wyłączeniu źródła światła białego. Teraz przechwyć obraz z tymi samymi parametrami obrazowania dla wszystkich tkanin. Analiza UV tkanin multitestowych wykazała pomyślne osadzanie roztworu kurkuminoidu w różnych stężeniach.Widma emisji fotoluminescencyjnej tkanin barwionych kurkuminoidem chitozyną wykazały ulepszone właściwości optyczne.

enhanced-photoluminescence-curcuma-longa-extracts-via-chitosan

Research

JoVE Journal

Chemistry

Chemia

Opisujemy tutaj ulepszoną metodę transferu energii rezonansu luminescencji (LRET), w której wprowadzamy miejsce rozszczepienia proteazy między miejscem fluoroforu dawcy i akceptora. Modyfikacja ta pozwala na uzyskanie specyficznych sygnałów LRET pochodzących z interesujących nas białek błonowych, co pozwala na badanie białek błonowych bez oczyszczania białek.

Transfer energii rezonansu luminescencyjnego w celu zbadania zmian konformacyjnych w białkach błonowych ulegających ekspresji w komórkach ssaków

Wyprodukowano zintegrowane urządzenie, zawierające barwnikowe ogniwo słoneczne i jednostkę do konwersji w górę anihilacji trypletowo-trypletowej, co pozwoliło na lepsze zbieranie światła z szerszego wycinka spektrum słonecznego. Przy umiarkowanych poziomach napromieniowania wykazano znacznie zwiększoną reakcję na fotony o niskiej energii, co przyniosło rekordową wartość dla ogniw słonecznych wrażliwych na barwnik.

Integracja systemu konwersji w górę anihilacji triplet-triplet w celu zwiększenia wrażliwości barwnika ogniwa słonecznego na światło sub-pasmo wzbronione

Organiczne cząsteczki barwnika i nanocząstki nanocząsteczkowe pokryte kwasem oleinowym nie są rozpuszczalne w wodzie. Protokół ten opisuje metodę "plug and play", która umożliwia przenoszenie cząsteczek barwnika organicznego i przekształcanie cząstek w górę z ich początkowego rozpuszczalnika hydrofobowego do wody.

Metoda "plug and play" do tworzenia dyspergowalnych w wodzie nanozespołów zawierających amfifilowy polimer, barwniki organiczne i nanocząstki przekształcające się w górę

Ten protokół opisuje nową technikę obrazowania śródoperacyjnego, która wykorzystuje kompleks rutenu jako źródło chemiluminescencyjnej emisji światła, wytwarzając w ten sposób wysokie proporcje sygnału do szumu podczas obrazowania in vivo. Obrazowanie śródoperacyjne to rozwijająca się dziedzina, która może zrewolucjonizować sposób wykonywania zabiegów chirurgicznych.

Nowatorska technika generowania i obserwacji chemiluminescencji w środowisku biologicznym

Przedstawiono protokół syntezy nanokryształów (UCN) domieszkowanych lantanowców w skorupie rdzenia i ich komórkowych zastosowań do regulacji białek kanałowych przy oświetleniu światłem bliskiej podczerwieni (NIR).

Synteza nanokryształów konwersji w górę domieszkowanych lantanowców w otoczce do zastosowań komórkowych

Synteza na dużą skalę wysoce wydajnych termicznie aktywowanych emiterów opóźnionej fluorescencji jest opisana w prezentowanym artykule.

Zwiększenie skali syntezy chemicznej aktywowanych termicznie emiterów opóźnionej fluorescencji na bazie rdzenia dibenzotiofenu-S,dwutlenku S

Tutaj prezentujemy metodę spektroskopowej charakterystyki cząsteczek organicznych za pomocą czasowo-rozdzielczej spektroskopii fotoluminescencyjnej w skali nanosekundowej do milisekundowej w warunkach beztlenowych. Opisano również metody skutecznego usuwania tlenu z próbek, a tym samym ograniczania wygaszania luminescencji.

Czasowo-rozdzielcza charakterystyka fotofizyczna związków organicznych zbierających potrójnie w środowisku beztlenowym przy użyciu kamery iCCD

Tutaj wprowadzamy metodę oceny stabilności opartą na technologii wielokrotnego rozpraszania światła, aby ocenić stabilność ekstraktów tradycyjnej medycyny chińskiej.

Wykorzystanie wielokrotnego rozpraszania światła do zbadania stabilności ekstraktów Phyllanthus emblica L. otrzymanych różnymi metodami ekstrakcji

Antybakteryjne fartuchy laboratoryjne zapobiegają zanieczyszczeniu krzyżowemu w wyniku nagromadzenia patogenów i przypadkowych wycieków biologicznych. W tym miejscu opisujemy protokół opracowywania przyjaznej dla skóry tkaniny przeciwdrobnoustrojowej przy użyciu nanoziołowej enkapsulacji i zmodyfikowanych standardowych testów w celu precyzyjnej oceny skuteczności i przydatności do typowego zastosowania fartucha laboratoryjnego.

Tkanina antybakteryjna wykorzystująca nano-ziołową enkapsulację olejków eterycznych

Ten protokół opisuje zastosowanie przeciwbakteryjnej terapii fotodynamicznej (aPDT) w mysim modelu kandydozy jamy ustnej. aPDT wykonano przy użyciu rozpuszczalnej w wodzie mieszaniny kurkuminoidów i niebieskiego światła LED.

Przeciwbakteryjna terapia fotodynamiczna za pośrednictwem kurkuminoidów na mysim modelu kandydozy jamy ustnej

Przedstawiono protokół syntezy trwałych nanomateriałów luminescencyjnych (PLNP) i ich potencjalnych zastosowań w wyświetlaczach wielokrotnego zapisu i przetwarzaniu artystycznym wykorzystującym efekt poświaty pod wpływem promieniowania ultrafioletowego (365 nm).

Synteza trwałych nanocząstek luminescencyjnych do wyświetlaczy wielokrotnego zapisu i zastosowań oświetleniowych

Odkryj metodę wzmacniania fotoluminescencji ekstraktów z Curcuma longa przy użyciu chitozanu do zastosowań w tekstyliach i zabezpieczeniach przeciw podrabianiu.

Ulepszona fotoluminescencja ekstraktów z Curcuma longa poprzez transfer energii za pośrednictwem chitozanu do zastosowań związanych z uwierzytelnianiem tekstyliów (Wideo) | JoVE Journal

Ulepszona fotoluminescencja ekstraktów z Curcuma longa poprzez transfer energii za pośrednictwem chitozanu do zastosowań związanych z uwierzytelnianiem tekstyliów

Przeglądaj więcej filmów