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

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.