调制新型吲哚磺氧基罗望子仁粉生物复合材料:工程化设计、结构解析及抗氧化性能的提升

《Dyes and Pigments》:Modulating novel indosulfoxyl tamarind kernel powder biocomposites: Engineering, Structural elucidation, and augmentation of Antioxidant Efficacy

【字体: 时间:2025年12月12日 来源:Dyes and Pigments 4.2

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  抗氧化活性研究显示,通过添加靛红磺酸染料制备的ITKP生物复合材料,其抗氧化效率与染料浓度呈正相关,DPPH和H2O2自由基清除率分别达83%和96%。电化学分析表明,ITKP-4(40%浓度)的阳极峰电流较基线材料提升2.8倍,比表面积增大5倍,证实染料修饰显著增强材料电子传输能力。该研究为开发新型生物医用材料提供了理论依据。

  
Sakshi Saini|Jagram Meena
印度北阿坎德邦哈里德瓦尔Gurukula Kangri(被认定为)大学化学系,邮编249404

摘要

罗望子仁粉及其衍生物在多种应用中展现出巨大潜力,从电化学设备到抗菌剂都有涉及。尽管前景广阔,但利用染料分子改良罗望子仁以提升其抗氧化性和电化学性能的研究尚未深入。为填补这一空白,我们合成了不同浓度的Indosulfoxyl罗望子仁粉(ITKP)生物复合材料,并通过2,2-二苯基-1-吡啶基肼氢氧化物(DPPH)和H?O?自由基对其抗氧化活性进行了评估。研究发现,ITKP的抗氧化效果具有剂量依赖性,随着靛蓝分子的浓度增加而增强,DPPH和H?O?检测得到的IC??值分别为285 μg/ml和305 μg/ml时,抗氧化效率分别达到83%和96%。循环伏安法实时监测ITKP生物复合材料的氧化行为发现,ITKP-4(含40%的染料)的阳极峰电流(5.8 μA)明显高于ITKP-1(含10%,2.8 μA),这表明在清除自由基后电子转移能力得到提升,从而增强了其抗氧化效果。改性后的玻璃碳电极表面电活性面积约为0.045cm2,是未经改性的TKP/ GCE电极的5倍,说明ITKP生物复合材料的电化学活性显著提高。这些发现为TKP的抗氧化性能提供了新的见解,有助于开发更安全的材料,并为它们的生物医学应用制定相关标准。

章节摘录

引言

具有抗氧化性能的材料研发是一个不断发展的研究领域,对于提升治疗效果和支持生物医学应用具有重要意义。一些具有抗氧化特性的生物相容性染料能够帮助减轻氧化应激、促进愈合并提高药品和化妆品配方的稳定性。因此,当前研究越来越重视环保型抗氧化剂的作用,这一趋势受到日益增长的关注。

材料

TKP购自印度哈里亚纳邦Bhiwani的Hindustan Gum & Chemical Pvt. Ltd.公司;所使用的靛蓝胭脂虫素为AR级,购自CDH Chemicals,染料含量为85.3%。二甲基甲酰胺(DMF)和异丙醇(IPA)均为AR级试剂,使用过程中未进行任何化学修饰。合成过程中使用了蒸馏水。

Indosulfoxyl罗望子仁粉的合成

将2克TKP加入DMF中并持续搅拌溶解;随后将靛蓝胭脂虫素也加入DMF中并继续搅拌,制备出混合液。

合成与反应机理

由于靛蓝胭脂虫素的酸性,其在DMF中的溶解度较低。为提高其溶解度,加入水后溶剂体系的介电常数增加,从而促进了其溶解。同时,DMF与水的组合也有助于其溶解。为增强TKP与靛蓝胭脂虫素之间的氢键作用,将体系的pH值调整至4-5;在此pH范围内,SO??可作为质子受体参与反应。

结论

总结来说,本研究采用环保方法成功合成了罗望子仁的新衍生物。傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析证实了TKP的结构变化,表现为S-O键的形成及键力常数的降低(从6.6 N/cm降至6.3 N/cm)。X射线衍射(XRD)测得ITKP生物复合材料的晶粒尺寸为27.2 nm,扫描电子显微镜(SEM)图像显示其结晶度高达70%,表面较为粗糙。元素分析进一步验证了这些结果。

作者贡献声明

Jagram Meena:验证、监督、实验研究。Sakshi Saini:撰写——审稿与编辑、初稿撰写、软件使用、方法设计、数据整理、概念构思

未引用参考文献

[19]。

利益冲突

作者声明不存在任何利益冲突。

数据可用性

数据包含在文章正文中;补充材料中提供了更多详细数据。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的财务利益冲突或个人关系。

致谢

我们衷心感谢印度哈里德瓦尔的Gurukula Kangri(DTB)大学提供的实验室设施,同时感谢Jaipur的MNIT研究实验室和Chandigarh的SAIF实验室提供的必要表征设备支持。
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