Antioxidační aktivita ligninových nanočástic

Antioxidant activity of lignin nanoparticles

conference proceedings

Czech

Lignin je společně s celulózou a hemicelulózou přítomen v sekundárních buněčných stěnách rostlin. Z chemického hlediska má lignin amorfní a vysoce rozvětvenou strukturou s širokým obsahem funkčních skupin. Tyto skupiny jsou zodpovědné za jeho jedinečné vlastnosti, mezi které se řadí absorpce UV záření, antimikrobiální nebo antioxidační aktivita. Zároveň je lignin také považován za nejrozšířenější aromatický biopolymer na Zemi. Navzdory velkému potenciálu využití, je jedna z hlavních překážek skutečnost, že lignin izolovaný z různých zdrojů a různými metodami, disponuje odlišnou strukturou a vlastnostmi. Efektivního využití ligninu lze dosáhnout snížením velikosti částic na nanorozměry. Tyto nanočástice mohou najít uplatnění v různých aplikacích, jako jsou nosiče léčiv, antikorozní výplně kovů a antioxidační nanokomponenty s ochranou proti UV záření. Tato práce se zaměřuje na přípravu nanočástic s vysokou antioxidační aktivitou z komerčně dostupného kraft ligninu. Nanočástice byly připraveny metodou solvent-exchange, přičemž byla porovnána různá rozpouštědla ligninu s důrazem na nízkou toxicitu. (např. voda, methanol, dimethylsulfoxid). U získaných nanočástic byla stanovena antioxidační aktivita metodou zhášení radikálů kyseliny 2,2‘azino bis(3 ethylbenzothiazolin-6-sulfonové)) (ABTS). Velikost a stabilita získaných nanočástic byla analyzována pomocí dynamického a elektroforetického rozptylu světla. Na základě provedených měření byla potvrzena vysoká antioxidační aktivita a pomocí vody a dimethylsulfoxidu se podařilo připravit nanočástice v rozměrech 45–100 nm. Tato práce poukazuje na skutečnost, že přípravou nanoligninu se významně rozšiřují aplikační možnosti ligninu v různých odvětvích průmyslu. Aplikace nanočástic jako plniva pro hydrogely bude předmětem naší další práce.

Lignin, together with cellulose and hemicellulose, is present in the secondary cell walls of plants. Chemically, lignin has an amorphous and highly branched structure with a wide range of functional groups. These groups are responsible for its unique properties, which include UV absorption and antimicrobial or antioxidant activity. At the same time, lignin is also considered the most widely used aromatic biopolymer on Earth. Despite its great potential for use, one of the main obstacles is that lignin isolated from different sources and by different methods has different structures and properties. The efficient use of lignin can be achieved by reducing the particle size to the nanoscale. These nanoparticles can find various applications such as drug carriers, anticorrosive metal fillers and antioxidant nanocomponents with UV protection. This work focuses on preparing nanoparticles with high antioxidant activity from commercially available kraft lignin. The nanoparticles were prepared by the solvent-exchange method, and different lignin solvents were compared with emphasis on low toxicity (e.g. water, methanol, dimethyl sulfoxide). For the nanoparticles obtained, antioxidant activity was determined by the 2,2'-azino bis(3 ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)) radical quenching method (ABTS). The size and stability of the obtained nanoparticles were analyzed by dynamic and electrophoretic light scattering. Based on the measurements performed, the high antioxidant activity of and using water and dimethyl sulfoxide, it was possible to prepare nanoparticles in the range of 45-100 nm. This work highlights that the preparation of nanolignin significantly expands the application possibilities of lignin in various industries. The application of nanoparticles as fillers for hydrogels will be the subject of our further work.

Lignin; nanočástice; antioxidační aktivita

Lignin; nanoparticles; antioxidative activity

HRUŠKOVÁ, L.; VOSTREJŠ, P.; KOVALČÍK, A.

30. 11. 2022

Vysoké učení technické v Brně, Fakulta chemická, Brno

Brno

978-80-214-6117-8

Studentská odborná konference, Chemie je život 2022, Sborník abstraktů

první

1