یک عامل احیاکننده سبز نوین برای سنتز نانوذرات اکسید کروم (Cr2O3 NPs) با استفاده از فرآورده‌های جانبی زعفران: بررسی خصوصیات و فعالیت آنتی‌اکسیدانی

تولید نانومواد با استفاده از روش‌های ایمن، زیستی و دوستدار محیط زیست توجه فزاینده‌ای را به خود جلب می‌کند. در مطالعه حاضر، برای اولین بار از عصاره آبی محصولات جانبی زعفران مراکشی (Crocus sativus L) به عنوان پایدارکننده و عامل احیاکننده سبز برای سنتز نانوذرات اکسید کروم (Cr2O3NPs) استفاده شد. عصاره آبی محصولات جانبی زعفران از نظر غربالگری فیتوشیمیایی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت، در حالی که نانوذرات Cr2O3 سبز سنتز شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی با وضوح بالا (SEM)، طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX)، پراش پرتو ایکس (XRD) و طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. فعالیت آنتی‌اکسیدانی Cr2O3NPs، محلول آبی نیترات کروم (Cr (NO3)) و عصاره آبی فرعی زعفران نیز با استفاده از روش 1،1-دی‌فنیل-2-پیکریل‌هیدرازیل (DPPH) بررسی شد. نتایج نشان داد که عصاره آبی محصولات جانبی زعفران مورد استفاده برای سنتز Cr2O3NPs از نظر ترکیبات فنولی (2.32 میلی‌گرم اسید گالیک / گرم وزن خشک)، فلاونوئیدی (2.28 میلی‌گرم معادل روتین / گرم وزن خشک) و آنتوسیانین (33.67 میلی‌گرم دلفینیدین / لیتر عصاره) غنی به نظر می‌رسد. تجزیه و تحلیل XRD تأیید کرد که Cr2O3NPs دارای اندازه ذرات 31 نانومتر با ساختار کریستالی شش‌ضلعی هستند. تصاویر SEM از Cr2O3NPs توزیع همگن و شکل کروی را نشان داد، در حالی که طیف EDX تأیید کرد که Cr2O3NPs حاوی مقدار قابل توجهی کروم (61.90٪) و اتم‌های اکسیژن (36.55٪) هستند. علاوه بر این، حضور باندهای جذبی مشخصه گروه الکل (3451 سانتی‌متر-1) و حلقه‌های آروماتیک (1639 سانتی‌متر-1) در طیف مادون قرمز Cr2O3NPs نشان می‌دهد که متابولیت‌های ثانویه گیاه زعفران با موفقیت در احیای یون‌های کروم به Cr2O3NPs فعال بوده‌اند. علاوه بر این، نتایج فعالیت آنتی‌اکسیدانی نشان داد که Cr2O3NPs زیست‌سنتز شده درصد بالای مهار کنندگی (63٪) در مقایسه با عصاره آبی فرعی زعفران (74٪) و محلول آبی نیترات کروم (30٪) در 1.30 میلی‌گرم/میلی‌لیتر نشان می‌دهند. این مطالعه پیشنهاد می‌کند که عصاره محصولات جانبی زعفران می‌تواند به عنوان یک عامل احیاکننده طبیعی در سنتز Cr2O3NPs استفاده شود. علاوه بر این، فرآیند سنتز دوستدار محیط زیست Cr2O3NPs و اثر آنتی‌اکسیدانی مناسب، این ترکیبات را برای استفاده در زمینه‌های مختلف مناسب می‌سازد.

The production of nanomaterials using safe, biological and environmentally friendly methods is attracting increasing attention. In the present study, aqueous extracts of Moroccan saffron (Crocus sativus L) by-products were used for the first time as a green stabilizer and reductant agent to synthesize chromium oxide nanoparticles (Cr2O3NPs). The aqueous extract of saffron by-products was analyzed for phytochemical screening, while the green synthesized Cr2O3NPs were analyzed using high-resolution scanning electron microscopy (SEM), Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), X-ray diffraction (XRD), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The antioxidant activity of Cr2O3NPs, aqueous chromium nitrate solution (Cr (NO3)), and aqueous extract of saffron by-products have been also investigated using 1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) method. The results showed that the aqueous extract of saffron by-products used for the synthesis of Cr2O3NPs appeared to be rich in phenolic (2.32 mg GA / g dry weight), flavonoid (2.28 mg RE / g dry weight), and anthocyanin compounds (33.67 mg Delphinidin / L extract). The XRD analysis confirmed that the Cr2O3NPs have a particle size of 31 nm with a hexagonal crystal structure. SEM micrographs of Cr2O3NPs showed a homogenous distribution and spherical shape, while the EDX spectrum confirmed that Cr2O3NPs contain significant amount of Chromium (61,90 %), and oxygen atoms (36,55 %). Moreover, the presence of absorption bands characteristic of the alcohol group (3451 cm−1) and the aromatic rings (1639 cm−1) in the infrared spectrum of Cr2O3NPs, indicates that the secondary metabolites of the saffron plant were successfully active in reducing chromium ions to Cr2O3NPs. Besides, the antioxidant activity results showed that the biosynthesized Cr2O3NPs exhibited strong inhibition percentages (63 %) compared to the aqueous extract of saffron by-products (74 %), and the aqueous solution of chromium nitrate (30 %) at 1,30 mg/mL. The study suggests that saffron by-products extract can be used as a natural reducing agent in the synthesis of Cr2O3NPs. Furthermore, the environmentally friendly synthesis process for Cr2O3NPs and their antioxidant effect make them suitable for use in various fields