Waiting
로그인 처리 중...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

פוטולומינסנציה משופרת של תמציות Curcuma longa באמצעות העברת אנרגיה בתיווך Chitosan עבור יישומי אימות טקסטיל

Published: December 22, 2023 doi: 10.3791/66035
Automatic Translation
1, 1, 1, 1
1Department of Science and Technology, Smart Colorants R&D Program, Philippine Textile Research Institute

Summary

פוטולומינסנציה היא אחד ממנגנוני האימות היעילים ביותר הנמצאים בשימוש כיום. ניצול והשבחה של חומרים ממקור טבעי בעלי תכונות פוטולומינסנטיות מובנות ושילובם במצעי בד יכולים להוביל לפיתוח טקסטיל ירוק, בר-קיימא ופונקציונלי ליישומים חכמים.

Abstract

צבעים לסימוני אבטחה ממלאים תפקיד מרכזי בשמירה על שלמות המוצרים בתחומים שונים, כגון טקסטיל, תרופות, מזון וייצור בין היתר. עם זאת, רוב הצבעים המסחריים המשמשים כסימוני אבטחה הם יקרים ועלולים להכיל חומרים רעילים ומזיקים המהווים סיכון לבריאות האדם. כורכומין, תרכובת פנולית טבעית המצויה בכורכום, הוא בעל תכונות פוטולומינסנטיות מובהקות לצד צבעו הצהוב התוסס, מה שהופך אותו לחומר מועמד פוטנציאלי ליישומי אימות. מחקר זה מדגים גישה חסכונית וידידותית לסביבה לפיתוח פליטות פוטולומינסנטיות משופרות מצבעי כורכומין לאימות טקסטיל. כורכומין הופק מ-C. longa בשיטת מיצוי בסיוע סוניקציה. התמצית צופתה בטבילה ונצבעה במצעי הטקסטיל. צ'יטוזן הוצג כחומר לאחר המוות כדי לייצב את הכורכומין וכרגיש שותף. רגישות משותפת של כורכומין עם צ'יטוזן מעוררת העברת אנרגיה כדי להגביר את עוצמת הזוהר שלו. שיא הספיגה הנראה לעין UV ב-424 ננומטר קשור לספיגה האופיינית של כורכומין. מדידות הפוטולומינסנציה הראו פליטה רחבה שהגיעה לשיא של 545 ננומטר עם שיפור משמעותי המיוחס להעברת האנרגיה הנגרמת על ידי צ'יטוזן, ובכך הראו פוטנציאל גדול כצבע פוטולומינסנטי טבעי עבור יישומי אימות.

Introduction

זיופים נחשבים לנגע בתעשיות נרחבות ברחבי העולם. הזינוק המהיר של מוצרים מזויפים בשוק גורם להרס כלכלי, אשר פוגע בפרנסתו של הממציא הראשי 1,2,3,4,5,6. הדבר בא לידי ביטוי בשנת 20207 על החשש המתמשך מפני מוצרים מזויפים מתפתחים, כפי שמעידה המגמה הגוברת של פרסומים הכוללים את מילת המפתח נגד זיופים או זיופים בכותרותיהם. ניתן לראות עלייה משמעותית בפרסומים הקשורים לזיופים מאז שדווח לאחרונה בשנת 2019, דבר המצביע על כך שנעשים מאמצים ניכרים להילחם בייצור והפצה של מוצרים מזויפים. מצד שני, זה יכול להיות גם די מדאיג, בהתחשב בכך שזה מסמל את ההתקדמות של תעשיית הזיופים, אשר צפוי להימשך אם לא מטופל ביעילות. תעשיית הטקסטיל אינה מבודדת מבעיה זו, שכן נוכחותם של מוצרי טקסטיל מזויפים פגעה קשות בפרנסתם של מוכרים, יצרנים ואורגים אמיתיים, בין היתר 3,8. כך למשל, תעשיית הטקסטיל במערב אפריקה נחשבה במשך זמן רב לאחד משוקי היצוא המובילים בעולם. עם זאת, דווח9 כי כ-85% מנתח השוק מוחזק על ידי טקסטיל מוברח המפר סימני מסחר של טקסטיל מערב אפריקאי. השפעות הזיופים דווחו גם ביבשות אחרות כמו אסיה, אמריקה ואירופה, מה שמצביע על כך שמשבר זה הגיע לרמה בלתי נשלטת ומהווה איום משמעותי על תעשיית הטקסטילהנאבקת ממילא 2,3,4,10,11,12.

עם ההתקדמות המהירה של המדע, הטכנולוגיה והחדשנות, החוקרים לקחו על עצמם את התפקיד של פיתוח חומרים פונקציונליים לצורך יישומים נגד זיופים. השימוש בטכנולוגיה סמויה הוא אחת הגישות הנפוצות והיעילות ביותר כדי לנטרל את הייצור של סחורות הונאה. זה כרוך בשימוש בחומרים פוטולומינסנטיים כצבעי ביטחון המציגים פליטת אור ספציפית כאשר הם מוקרנים באורכי גל שונים13,14. עם זאת, חלק מהצבעים הפוטולומינסנטיים הזמינים בשוק עלולים להטיל רעילות בריכוזים גבוהים, ובכך להוות איומים על בריאות האדם והסביבה15,16.

כורכום (Curcuma longa) הוא צמח חיוני המשמש במגוון יישומים כגון צבעים, חומרי טעם, תרופות, קוסמטיקה וצבעי בד17. קני השורש נמצאים באופן טבעי תרכובות כימיות פנוליות הנקראות כורכומינואידים. כורכומינואידים אלה כוללים כורכומין, דמתוקסיכורכומין וביסדמתוקסיכורכומין, ביניהם כורכומין הוא המרכיב העיקרי האחראי לצבע הצהוב עד כתום התוסס ולתכונות כורכום18. כורכומין, הידוע גם בשם 1,7-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-1,6-heptadiene-3,5-dione19,20 עם נוסחה אמפירית של C21H20O6, משך כמות משמעותית של תשומת לב בתחום הביו-רפואי והפרמצבטי בשל תכונותיו האנטיספטיות, האנטי דלקתיות, האנטי-בקטריאליות ונוגדות החמצון 17,18,21,22,23. באופן מעניין, יש לכורכומין גם מאפיינים ספקטרליים ופוטוכימיים. ראוי לציון במיוחד הוא התכונות הפוטולומינסנטיות האינטנסיביות שלו כאשר הוא נתון לעירורים אולטרה סגולים (UV) אשר נחקרו רק על ידי מחקרים מעטים 19,24,25. בהתחשב במאפיינים אלה, יחד עם אופיו ההידרופובי ותכונותיו הלא רעילות, כורכומין מתגלה כצבע אידיאלי לסימון אימות.

הפקת כורכומין מכורכום דווחה לראשונה בתחילת המאה ה-19. במהלך מאות השנים האחרונות, מתודולוגיות וטכניקות מיצוי רבות פותחו ושופרו כדי להשיג תפוקה גבוהה יותר 26,27,28,29,30,31,32,33. מיצוי ממסים קונבנציונלי הוא גישה נפוצה שכן הוא משתמש בממסים אורגניים כמו אתנול, מתנול, אצטון והקסאן בין היתר, כדי לבודד כורכומין מכורכום34,35. שיטה זו התפתחה באמצעות שינויים, יחד עם טכניקות מתקדמות יותר כגון מיצוי בסיוע מיקרוגל (MAE) 18,36,37, מיצוי Soxhlet38,39, מיצוי בעזרת אנזימים (EAE) 39,40, ומיצוי קולי36בין היתר כדי להגדיל את התשואה., באופן כללי, שיטת מיצוי הממס יושמה למיצוי צבע טבעי בשל הרבגוניות שלה, דרישת האנרגיה הנמוכה והחסכוניות שלה מה שהופך אותה לאידיאלית עבור תעשיות מדרגיות כגון טקסטיל.

כורכומין שולב כצבעים טבעיים לטקסטיל בזכות הגוון הצהוב המובהק שלו. עם זאת, הספיגה הדלה של צבעים טבעיים לסיבי טקסטיל מהווה אתגר המעכב את כדאיותו המסחרית41 . מורדנטים, כגון מתכות, רב-סוכרים ותרכובות אורגניות אחרות, משמשים כחומרים מקשרים נפוצים לחיזוק הזיקה של צבעים טבעיים אל הבד. צ'יטוזן, רב-סוכר המופק מסרטנים, נמצא בשימוש נרחב כחומר מורדנציה חלופי בשל השפע שלו בטבע, תאימות ביולוגית ועמידות לשטיפה42. מחקר זה מדווח על גישה קלה וישירה להכנת סימון אימות מבוסס כורכומין. תמציות כורכומין גולמי הושגו בשיטת מיצוי ממס בסיוע סוניקציה. התכונות הפוטולומינסנטיות של הכורכומין המופק נחקרו באופן מקיף על מצעי טקסטיל ושופרו עוד יותר עם הצגת הצ'יטוזן כחומר מורדנציה. זה מדגים את הפוטנציאל המשמעותי כצבע פוטולומינסנטי טבעי עבור יישומי אימות.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. מיצוי כורכומין

  1. שוקלים 3 גרם אבקת C. longa בצינור צנטריפוגה של 50 מ"ל.
    הערה: צינור צנטריפוגה של 50 מ"ל שימש כדי להקל על תהליך הצנטריפוגה ולעבד את החילוץ על מיכל יחיד.
  2. הוסף 38 מ"ל אתנול (AR, 99%) לצינור הצנטריפוגה. נערו את הצינורית בעדינות כדי להבטיח ערבוב יסודי של אתנול עם אבקת C. longa .
  3. הפעל את הצינור למשך 30 דקות במצב קולי רגיל והגדרת עוצמה גבוהה לחילוץ.
  4. כדי להפריד את החומרים המוצקים, צנטריפוגו את הצינור ב 4430 x גרם למשך 10 דקות. לפני השימוש בצנטריפוגה, פתח את הצינור וסגור אותו שוב כדי להפעיל לחץ ולמנוע דליפה.
  5. דקאנט לאסוף את הסופרנאטנט ולאחסן אותו בתנאי סביבה יבשים. הסופרנאטנט מכיל תמצית כורכומין בממס אתנול. חשוב לשמור על המיכל סגור כדי למנוע דליפת ממס.

2. התמרת פורייה אינפרא אדום (FTIR) אפיון של תמצית C. longa

הערה: ספקטרופוטומטר אינפרא אדום מסוג התמרת פורייה (ATR-FTIR) הופעל בהתאם לנהלים סטנדרטיים שנמצאו במדריך למשתמש.

  1. לפני מדידת ספקטרום האינפרא-אדום, יש להגדיר את פרמטרי המדידה. השתמש באפשרות מדידה, לחץ על הכרטיסייה מתקדם והגדר את הפרמטרים עבור זמן סריקת הדגימה והרקע ל -40 סריקות, רזולוציית הסריקה ל -4 ס"מ1, והטווח בין 4000 - 400 ס"מ-1.
  2. נקו את גביש ה-ATR עם Propan-2-ol (99.8%). לאחר הניקוי, עברו לבסיסי.
    הערה: סריקות רקע נחוצות כדי למנוע הפרעות סביבתיות, ומבטיחות שספקטרום האינפרא-אדום מייצג באופן בלעדי את הדגימה המנותחת. מדידות רקע מבוצעות רק לפני תחילת הפעלת המכשיר. ניקוי גביש ATR צריך להתבצע תמיד לפני כל מדידה חדשה.
  3. השתמש פיפטה פסטר להחיל 0.3 מ"ל של תמצית גולמית C. longa לתוך גביש ATR ולתת לו להתייבש במשך 3 עד 5 דקות כדי להסיר את ההפרעה של אתנול. כאשר האתנול מתייבש, התמצית מצטברת לגביש אשר מפחית את קריאת ההעברה.
  4. בתוכנה, לחץ על Measure > Advanced כדי להגדיר את שם הקובץ. לאחר מתן שם לדגימה, לחץ על הכרטיסייה בסיסית ומדוד את העברת IR של תמצית מיובשת.
  5. חזור על שלבים 2.3 ו- 2.4 עד פי 3 או עד שהרזולוציה של הספקטרום תשתפר.
    הערה: רזולוציה משופרת נקבעת על-ידי ירידה בשידור בספקטרום.
  6. לאחר השלמת הקריאה, נקו את גביש ה-ATR באמצעות מגבונים 99% אתנול ומגבונים ללא מוך. לאחר מכן, נקה את שלב הדגימה ATR באמצעות Propan-2-ol.

3. מדידה נראית UV של תמצית C. longa

הערה: הספקטרופוטומטר הנראה UV הופעל בהתאם לנהלים סטנדרטיים הנמצאים במדריך למשתמש.

  1. לפני מדידת הדגימות, יש לאפשר למכשיר להתחמם למשך 15 עד 30 דקות. זה ייצב את מקור האור ואת הגלאי, ובכך להבטיח קריאות לשחזור. מלא את תא הייחוס באתנול.
  2. לפני מדידת ספקטרום הבליעה, הגדר את פרמטרי המדידה. השתמש באפשרות הגדרה, לחץ על הכרטיסיה Cary והגדר את זמן הסריקה ל- 0.1 שניות, מרווח הנתונים ל- 1 ננומטר וקצב הסריקה ל- 600 ננומטר לדקה. לבסוף, הגדר את הטווח בין 200 ננומטר ל 700 ננומטר.
  3. הכינו 25 מ"ל דילולים של תמצית C. longa בטווח של 1:1000 עד 1:100 עם מרווחים של 1:100 תוך שימוש באתנול כממס.
  4. מעבירים כ-3.5 מ"ל של C. longa מדולל לקובט קוורץ באמצעות פיפטה של פסטר. לניקוי קל יותר לאחר כל מדידת דגימה, התחילו בדילול 1:1000 ועבדו עד 1:100.
  5. יש למדוד את ספיגת התמצית כמתואר להלן.
    1. נקו את הקובט עם אתנול וחזרו על המדידות לדילולים האחרים.
    2. כדי להבטיח את דיוק הספיגה, שטפו היטב את הקוביות עם התמצית המדוללת לפני העברת תמיסת הבדיקה.
  6. חזור על שלבים 3.4-3.5.2 עבור ריכוזים אחרים.

4. מדידת פוטולומינסנציה של תמצית C. longa

הערה: פעולת ספקטרומטר הפלואורסצנטיות פעלה בהתאם לנהלים סטנדרטיים הנמצאים במדריך למשתמש.

  1. לפני מדידת הדגימות, יש לאפשר למכשיר להתחמם למשך 15 עד 30 דקות. זה ייצב את מקור האור ואת הגלאי, ובכך להבטיח את השחזור של כל מדידה.
  2. לפני מדידת הספקטרום הפלואורסצנטי, תחילה הגדר את פרמטרי המדידה. לחץ על הלחצן Measure והגדר את זמן השילוב ל- 0.1 s, את המרווחים ל- 1 nm ואת רוחב החריץ ל- 1 nm. טווח המדידה עשוי להשתנות בהתאם לעירור או למקור הפליטה.
  3. באמצעות פיפטה פסטר, בזהירות להעביר סביב 3.5 מ"ל של C. longa מדולל בקובט קוורץ. כדי להקל על הניקוי לאחר מדידת הדגימה, התחל את המדידה מ- 1:1000 עד 1:100.
  4. מדוד את פליטת התמצית באמצעות מקור עירור של 365 ננומטר. הגדר את טווח הפליטה מ- 380 ננומטר ל- 625 ננומטר.
  5. באמצעות אורך הגל עם הפליטה הגבוהה ביותר משלב 4.4, למדוד את ספקטרום העירור של הדגימה. הגדר את הגבול התחתון עבור טווח העירור ל- 330 ננומטר וחשב את הגבול העליון באמצעות אורך גל הפליטה המנוטר פחות 15 ננומטר. הקצבה של 15 ננומטר מבטיחה שלא ייצפה פיזור מסדר ראשון על הספקטרה.
  6. באמצעות אורך הגל עם העירור הגבוה ביותר משלב 4.5, מדוד שוב את ספקטרום הפליטה של הדגימה. חשב את הגבול התחתון עבור טווח הפליטה באמצעות אורך גל העירור בתוספת 15 ננומטר. הגדר את הגבול העליון ל- 625 ננומטר.
  7. מדוד את מטריצת פליטה-עירור של תמצית C. longa כמתואר להלן.
    1. לקבלת עקביות, הגדר את טווח המדידה לעירור מ 330-435 ננומטר ואת הפליטה ל 450-650 ננומטר. שמור על פרמטרים אלה עבור כל הריכוזים.
    2. נקו את הקובטה עם אתנול וחזרו על המדידות לדילולים אחרים. כדי להבטיח את הדיוק של מדידות פלואורסצנטיות, שטפו את הקוביטות עם התמצית המדוללת לפני העברת תמיסת הבדיקה.

5. מדידת פוטולומינסנציה של צ'יטוזן

  1. הכן 300 מ"ל של 1% w/v פתרון של Chitosan. מערבבים 3 גרם של chitosan עם 1% v/v חומצה אצטית פתרון (99.8%) עד שהוא מגיע 300 מ"ל. מערבבים את הפתרון במשך 24 שעות או עד שהוא הומוגני.
  2. מדוד את מטריצת פליטה-עירור של Chitosan כמתואר להלן.
    1. השתמש בפרמטרי המדידה הבאים עבור chitosan:
      רוחב החריץ: 1 ננומטר (גם פליטה וגם עירור)
      זמן אינטגרציה: 0.1 שניות
      טווח פליטה: 300-370 ננומטר
      טווח עירור: 385-450 ננומטר
  3. מדוד את ספקטרום ה-IR של הבדים כמתואר להלן.
    1. מקם את בד multi-tester (בד #1) מעל גביש ATR. הבד הרב-בודק מכיל שישה סוגי בד שמוצגים באיור 1A. בעת מדידה באמצעות ATR-FTIR, ודא שכל גביש ATR מכוסה בדגימה. הבד צריך ליצור מגע מלא עם גביש ATR על ידי משיכת הידית של מכבש הדגימה. זה יקטין את ההעברה שהוא אוסף.
    2. מדוד את העברת ה- IR של הבדים. חזור על המדידה על בדים אחרים.

6. צביעת בדים

  1. שקלו את הבדים כדי לקבוע את כמות הצבע וגימור הצ'יטוזן שיש להשתמש בהם.
  2. הכינו תמיסות תמצית C. longa בדילול 1:1, 1:10, 1:50, 1:100, 1:500 ו-1:1000 תוך שימוש באתנול 99%.
  3. צבעו את הבדים בתמצית C. longa מדוללת ביחס חומר-ליקר ביחס של 1:25 למשך שעה אחת על ידי השריית הבד בתמיסות.
  4. תלו את הבדים לייבוש. שוטפים את הבדים במי ברז ותולים לייבוש.
  5. בצע גימור בד כמתואר להלן.
    1. השרו את הבדים הצבועים בתמיסת צ'יטוזן 1% w/v ביחס של 1:40 חומר למשקאות חריפים למשך שעה אחת על ידי השריית הבד בתמיסה.
    2. תלו את הבדים לייבוש. שוטפים את הבדים במי ברז ותולים לייבוש.

7. מדידות פוטולומינסנציה של בדים צבועים

  1. הניחו את הבד במחזיק הדגימה. בעת שימוש בבדים מרובי בודקים AATCC, ודא שהבד הנבדק ממוקם במרכז החלון ואין בדים אחרים באזור המדידה. כדי לתקן את מיקום הבדים, השתמש בשקופיות זכוכית כתמיכה. דוגמה למיקום הבד מוצגת באיור 1.
  2. למדידת פוטולומינסנציה של בד, הגדר את זמן האינטגרציה ל- 0.1 שניות, את המרווחים ל- 1 ננומטר ואת רוחב החריץ ל- 0.6 ננומטר. מדוד את הפלואורסצנטיות של בדים צבועים בעירור של 365 ננומטר. בדומה לפתרונות מדידה, הגדר את טווח הפליטה ל- 380-625 ננומטר.
  3. באמצעות אורך הגל עם הפליטה הגבוהה ביותר משלב 5.3, למדוד את ספקטרום העירור של הדגימה. הגדר את הגבול התחתון עבור טווח העירור ל- 330 ננומטר וחשב את הגבול העליון עבור טווח העירור באמצעות אורך גל הפליטה המנוטר פחות 15 ננומטר. הקצבה של 15 ננומטר מבטיחה שלא ייצפה פיזור מסדר ראשון על הספקטרה.
  4. באמצעות אורך הגל עם העירור הגבוה ביותר משלב 7.3, למדוד את ספקטרום הפליטה של הדגימה. חשב את הגבול התחתון עבור טווח הפליטה באמצעות אורך גל העירור בתוספת 15 ננומטר. הגדר את הגבול העליון ל- 625 ננומטר.
  5. חזור על שלב המדידה 7.1 עד 7.4 עבור סוגים אחרים של בדים לדוגמה ובריכוזים שונים.
  6. מדוד את ספקטרום הפליטה של בדים צבועים בגימור C. longa C. longa בגימור Chitosan ביחס 1:50 באמצעות אורך גל עירור של 365 ננומטר.
    הערה: הבדים שנצבעו בדילול 1:50 משמשים לניתוח ההשפעות של גימור צ'יטוזן מכיוון שהוא מראה את הפוטולומינסנציה הגבוהה ביותר. בדומה לשלב 4.4, הגדר את טווח הפליטה בין 380-625 ננומטר.
  7. אסוף את הנתונים הספקטרוכימיים לצורך פענוח.

8. ניתוח מורפולוגי של בדים

הערה: ניתוח מורפולוגי של בדים כולל שני סוגים של תאורה: אור לבן ואור UV 365 ננומטר. בחירת מקור האור יכולה לחשוף כיצד הצבע והגימור נצמדים לבד.

  1. מכיוון שלמיקרוסקופ אין מקור אור UV, השתמש במקור אור UV ידני של 365 ננומטר. תקן את מקור האור באופן מאובטח כדי לשמור על מיקום עקבי מבלי להשפיע על תהליך ההדמיה. השתמש במהדק המחובר למעמד ברזל כדי להרכיב את אור ה- UV של 365 ננומטר, ולכוון אותו לעבר שלב מיקרוסקופ זום הסטריאו.
  2. הניחו את הבד על הבמה ופתחו את מקור האור הלבן. השתמש בידית הכוונון הגסה כדי להגדיר את הזום להגדלה הנמוכה ביותר שלו ולאתר את אזור הדמיית היעד. הגדילו בהדרגה את ההגדלה עד פי 4 ושכללו אותה באמצעות ידית הכוונון העדינה.
  3. השתמש בתוכנת ההדמיה המובנית כדי להוסיף סרגל קנה מידה וללכוד את התמונה.
  4. כדי להבטיח הדמיה עקבית, הגדר את פרמטרי החשיפה עם הערכים הבאים: הגדר את פיצוי החשיפה ל- 100, את זמן החשיפה ל- 100 אלפיות השנייה ואת הרווח ל- 20. בנוסף, התאימו את ערכי הגוון לאדום: 27, ירוק: 32 וכחול: 23. פרמטרים נוספים שצוינו הדורשים התאמה כוללים חדות: 75, רעש: 35, רוויה: 50, גמא: 6 וניגודיות: 50.
  5. כבה את מקור האור הלבן והפעל את מקור האור של 365 ננומטר. צלם תמונה באמצעות אותם פרמטרי הדמיה.
  6. חזור על שלבים 8.3 עד 8.6 עבור כל סוגי הבדים והתנאים (ריק, צבוע, גימור בלבד, צבוע ומוגמר) עד ללכידת תמונות של כל הבדים. בסך הכל, צריך להיות 48 תמונות של בדים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

ניתוחי FTIR של סיבים קובעים את המבנה הכימי של כל סיב המיוצג בבדים מרובי בודקים #1. ספקטרוסקופיית FTIR שימשה לאפיון הקבוצות הפונקציונליות הקיימות בכל רכיב של הבדים מרובי הבדיקות. כפי שניתן לראות באיור 1 המשלים, ההבחנה מתרחשת עקב נוכחות של קבוצות פונקציונליות N-H, מה שמוביל לכך שהבד מסווג לחנקן (איור משלים 1A) ולצלולוסי (איור משלים 1B). סיבים מבוססי חלבון (כגון צמר ומשי) ופוליאמיד סינתטי נופלים תחת הבדים החנקניים בהתאמה לנוכחות של קבוצות פונקציונליות אמיד (-CONH-) במבנה הכימי שלהם. באופן דומה, הוויסקוזה המסובבת, הכותנה המולבנה וחוט הלהט אצטט עוקבים אחר מבנה שרשרת צלולוסית. כפי שניתן לראות בטבלה משלימה 1, בדים העשויים מצמר שחוק, משי מסובב ופוליאמיד מסובב מכילים פסגות אופייניות דומות המעידות על נוכחות אמידים. מצד שני, בדים העשויים מויסקוזה מסובבת, כותנה מולבנה ואצטט נימה מראים פסגות אופייניות של סיבי תאית. השיא של 1732 ס"מ-1 של אצטט נימה מתאים לנוכחות של קבוצת אסטר בבד, אשר כותנה מולבנה ויסקוזה מסובבת אין43.

אימות התמצית הוערך באמצעות ספקטרוסקופיית FTIR (איור 2) וספקטרוסקופיית UV (איור 3) כדי לאשר את נוכחות הכורכומין. פסגות משמעותיות של 3352 cm-1, 3015 cm-1, 2922 cm-1, 1705 cm-1, 1624 cm-1, 1512 cm-1 ו-1271 cm-1 משקפות נוכחות של קבוצות פונקציונליות האופייניות למולקולת המטרה. תוצאות אלה תואמות היטב את ספקטרום FTIR שדווח מוקדם יותר של כורכומין44 טהור, מה שמרמז על כך שהתמצית שנאספה מכילה כורכומינואידים (טבלה משלימה 2). האופי המצומד מאוד של כורכומין (איור 2B,C) נותן ספקטרום ספיגה רחב שנע בין 350 ל-500 ננומטר, כפי שמוצג באיור 3A. כל הדילולים עוקבים אחר פרופיל הפס הרחב עם שיא אופייני של 424 ננומטר, אשר ניתן לייחס π לעירור אלקטרונים π* של כורכומין45. המתאם החיובי בין הספיגה לריכוז (איור 3B) הראה ליניאריות טובה (R2 = 0.99376), שהיא תוצאה אופיינית המתאימה לנוכחות הגוברת של מרכזי ספיגה ביחס לעלייה בריכוזים של תמיסת כורכומינואיד19,46. עם זאת, מגבלות הספקטרומטר נצפו מעבר ליחס דילול של 1:300 כאשר הבליעה מתחילה להרוות.

לאחר אימות תמיסת הכורכומינואיד שחולצה, הוערכה הכדאיות שלה כצבע אימות באמצעות שיקוע שלה למצעי טקסטיל. תמיסות הכורכומינואידים שחולצו הופקדו על בדים מרובי בדיקות #1 המורכבים מצמר שחוק, משי מסובב, פוליאמיד מסובב (ניילון 6,6), ויסקוזה מסובבת, כותנה מולבנה ואצטט נימה כדי להעריך את תאימות הצבעים לבדים טבעיים וסינתטיים. כפי שניתן לראות באיור 4, השקיעה המוצלחת של תמיסת הכורכומינואיד נצפתה בריכוזים שונים, כפי שמעידות פליטות האור הפוטולומינסנטיות הנוצרות כאשר הן מוארות בעירור אור אולטרה סגול (UV) אפילו לאחר מספר שטיפות של הטקסטיל הצבוע.

מדידות פוטולומינסנציה (PL) בוצעו כדי להעריך את התכונות האופטיות של הטקסטיל הצבוע ולאפיין את האינטראקציות של תמיסת הכורכומינואיד עם מצעי טקסטיל. באיור משלים 2 מוצגות מדידות PL של בדי צלולוז צבועים כורכומינואידים המורכבים מכותנה מולבנה (איור משלים 2A-C), ויסקוזה מסובבת (איור משלים 2 D-F) וחוט להט אצטט (איור משלים 2G-I). לחלופין, מדידות PL של בדים חנקניים צבועים בכורכומינואיד המורכבים מצמר בלוי (איור משלים 3 A-C), משי מסובב (איור משלים 3D-F) ופוליאמיד מסובב (איור משלים 3G-I) ניתן למצוא באיור משלים 3. הפאנל השמאלי מתאים לעירור PL ואילו הלוח האמצעי והימני מתאימים לפליטת PL המנורמלת והיחסית, בהתאמה. ספקטרום העירור PL של הבדים הצלולוסיים, עוקב אחר עירור פס רחב המכסה 350 - 500 ננומטר. העירורים תלויי הריכוז של תמיסת הכורכומינואיד נראים לעין, כפי שמעידה ההסחה לאדום האופיינית על ספקטרום PL המנורמל בריכוזים הולכים וגדלים, המסמלת את כוונון הצבע של צבעי כורכומינואידים. הביצועים של ריכוזי כורכומינואידים משתנים על כל מצע הוערכו גם במונחים של עוצמת PL יחסית. כורכומין PL מכסה פליטה רחבה בטווח של 450 עד 600 ננומטר. עם עליית הריכוזים של תמיסות הכורכומינואידים, כל דגימות הבד הצבוע (איור משלים 2 ואיור משלים 3, פאנל ימני) הציגו מגמת עלייה צפויה עד לריכוזים האופטימליים, ואחריה מגמת ירידה המיוחסת למרווה תלוית ריכוז. נמצא כי הריכוז האופטימלי משתנה בין מצעים שונים, כאשר 1:100 ו-1:50 הניבו את התוצאות הטובות ביותר. וריאציה זו מצביעה על האינטראקציה הייחודית של תמיסת הכורכומינואידים בתוך מצעים שונים.

חשוב לציין כי ספקטרום הפליטה והעירור של התמצית המדוללת נמדד ברוחב חריץ של 1 ננומטר וזמן אינטגרציה של 0.1 שניות. הנתונים שנאספו עובדו בתחילה באמצעות פרמטר תיקון בתוך המכשיר כדי להזניח רעשי רקע מהקריאות. טווח הפליטה והעירור נקבעים בהתחשב במקור העירור ובאורך גל הפליטה המנוטר כדי למנוע גילוי של פיזור ריילי מסדר ראשון ושני. איתור פיזור משפיע לא רק על איכות הספקטרום, אלא גם עלול לקצר את תוחלת החיים של הגלאי.

נהלים סטנדרטיים דומים יושמו במדידות ספקטרום הפליטה והעירור של הבדים. לחילופין, רוחב חריץ של 0.6 ננומטר וזמן אינטגרציה של 0.1 שניות נוצלו כעוצמת הפלואורסצנטיות שהושגה מעבר למגבלות המכשיר כאשר התמציות הונחו על המצע. טווח הפליטה והעירור נקבע שוב בהתחשב במקור העירור ואורך גל הפליטה המנוטר כדי למנוע גילוי של פיזור ריילי מסדר ראשון ושני.

Figure 1
איור 1: הליך הרכבה של בדים לתוך מחזיק הדגימה. (A) הרכב הבד, (B) יישור הבד לחלון, (C) יישום שקופיות זכוכית כתמיכה, ו-(D) הרכבה של המחזיק לתוך הספקטרופלואורומטר. הליך ההרכבה משתמש במחזיק הדגימה המוצק של הספקטרומטר ומדגים את היישור הנכון שלו עם הספקטרומטר. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 2
איור 2: תמונות של בדים רב-בודקים צבועים ומוגמרים #1 תחת אור לבן ו-365 ננומטר. התמונות מראות את השפעת ריכוזי הצבע ביחס לכל מחיצה של הבד הרב-בודק. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 3
איור 3: אפיון מבני של הכורכומין המופק . (A) ספקטרום FTIR של כורכומין. מבנה כימי של וריאציות טאוטומטריות של כורכומין (B) בצורת דיקטו, ו-(C) בצורת קטו-אנול. הקבוצות הפונקציונליות של כורכומין מודגשות בצבעים שונים שניתן להמחיש ולייחס לווריאציות הטאוטומטריות. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 4
איור 4: ספקטרום UV-visible של תמיסות כורכומין. (A) ספקטרום ספיגה של תמיסות כורכומינואידים בריכוזים משתנים. (B) מתאם ליניארי של הספיגה ביחס לריכוז. ספקטרום UV-Vis מראה את שיא הספיגה האופייני של כורכומין גם בריכוזים נמוכים. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 5
איור 5: מטריצת עירור-פליטה של (A) כורכומינואידים ו-(B) תמיסות צ'יטוסן. מטריצת העירור-פליטה מציגה פרספקטיבה תלת-ממדית של התכונות הפוטולומינסנטיות המוצגות על ידי המדגם. אורך גל EM בציר X מייצג את אורך גל הפליטה ואילו אורך גל EX בציר Y מייצג את אורך גל העירור. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

Figure 6
איור 6: פליטה פוטולומינסנטית של בדי כורכומינואיד-צ'יטוזן חנקניים צבועים (פאנל עליון) המורכבים מ-(A) צמר שחוק, (B) משי מסובב, (C) פוליאמיד מסובב וצלולוסי (פאנל תחתון) המורכבים מ-(D) כותנה מולבנה, (E) נימה אצטט, ו-(F) ויסקוזה מסובבת תחת עירור של 365 ננומטר. הספקטרום מראה את התכונות האופטיות המשופרות של הבדים החנקניים עם שילוב של chitosan לתוך המערכת. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.

איור משלים 1: ספקטרום FTIR ומבנה כימי של בדים מרובי בדיקות. (A) בדים חנקניים. (B) בדים צלולוסיים. הבדים מסווגים לחנקן וצלולוסי כפי שנקבע על ידי נוכחות של קבוצות פונקציונליות N-H על מחצית מסוגי הבדים. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

תרשים משלים 2: עירור פוטולומינסנטי (משמאל) ופליטה (עוצמה אמצעית-מנורמלת; ימין - עוצמה יחסית) של בדי צלולוז צבועים כורכומינואידים המורכבים מכותנה מולבנה (A-C), ויסקוזה מסובבת (D-F) ואצטט נימה (G-I). הספקטרום מראה את תלות הריכוז של כורכומין ביחס לתכונות האופטיות של בדי הצלולוס. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

תרשים משלים 3: עירור פוטולומינסנטי (משמאל) ופליטה (עוצמה אמצעית - מנורמלת; ימין - עוצמה יחסית) של בדים חנקניים צבועים כורכומינואידים המורכבים מצמר משובש (A-C), (D-F) משי מסובב, ופוליאמיד מסובב (G-I). הספקטרום מראה את תלות הריכוז של כורכומין ביחס לתכונות האופטיות של הבדים החנקניים. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

תרשים משלים 4: מורפולוגיית פני השטח של בד רב-בודק ריק תחת 365 ננומטר ואור לבן. בד רב בודק זה משמש כנקודת ייחוס ללא טיפול בצבע. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

תרשים משלים 5: מורפולוגיית פני השטח של בד רב-בודק שטופל בצ'יטוזן תחת 365 ננומטר ואור לבן. תוספת של צ'יטוזן על הבדים מראה שינוי מינימלי עד אפסי בבדיקה ויזואלית של פני השטח של הדגימות. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

תרשים משלים 6: מורפולוגיית פני השטח של בד מולטי-טסטר צבוע כורכומינואיד תחת 365 ננומטר ואור לבן. שילוב של צבעי כורכומינואידים מראה שינויים מיידיים בצבע ופיזור טוב על פני השטח של הדגימה כאשר הוא מוצג תחת אור לבן ו -365 ננומטר. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

תרשים משלים 7: מורפולוגיה של פני השטח של בד כורכומינואיד-צ'יטוזן רב-בודק צבוע תחת 365 ננומטר ואור לבן. הוספת צ'יטוזן לצבעי הכורכומינואידים מראה צבע ופיזור דומים ביחס לבד הצבוע כורכומינואיד תחת אור לבן ו-365 ננומטר. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

טבלה 1: ניתוח השוואתי של שיטות מיצוי שונות להפרדת כורכומין מכורכום. הטבלה מציגה את המתודולוגיות השונות של מיצוי כורכומין כפי שדווחו בספרות קודמת. אנא לחץ כאן כדי להוריד טבלה זו.

טבלה משלימה 1: נצפו תדרי FTIR של הבדים מרובי הבדיקות. היחידות בטבלה תואמות את פרופיל הפסגות (w = חלש; m = בינוני; s = שיא חד). הנתונים אומתו עם ערכים שהתקבלו על ידי Vahur et al.43. תוצאות דומות התקבלו בשני המחקרים. אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

טבלה משלימה 2: נצפו תדרי FTIR של הכורכומין המופק. היחידות בטבלה תואמות את פרופיל הפסגות (w = חלש; m = בינוני; s = שיא חד). אנא לחץ כאן כדי להוריד קובץ זה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

גימור טקסטיל הוא פרקטיקה נפוצה בתעשייה על מנת לשלב תכונות פונקציונליות נוספות על הבדים, מה שהופך אותם מתאימים יותר ליישומים ספציפיים 45,47,48. במחקר זה, הכורכומין המופק שימש כצבע טבעי כדי לשמש כמנגנוני אימות עבור יישומי טקסטיל. הפרוטוקולים שמים דגש לא רק על מיצוי כורכומין מכורכום, אלא גם על היתרונות השונים של שימוש בשיטות אלה ליישומי טקסטיל.

בהתחשב בכך שתעשיית הטקסטיל נחשבת לאחד המגזרים המזהמים ביותר, חיוני לתעשייה לאמץ פרקטיקות בנות קיימא יותר49 . טבלה 1 מציגה השוואה בין שיטות מיצוי שונות בשני העשורים האחרונים. כפי שניתן לראות, שיטת מיצוי הממס בסיוע סוניקציה מציעה גישה פשוטה אך יעילה למיצוי כורכומין. הוא ירוק ובר קיימא מכיוון שהוא מציע מספר יתרונות כגון זמני מיצוי קצרים יותר, צריכת ממס מופחתת ויעילות מיצוי מוגברת. למרות שטוהר התמצית עשוי להיות בעל חשיבות למחקרים אחרים כגון בידוד כורכומינואידים ספציפיים ליישומים ביולוגיים28, יישום צבעים טבעיים אינו דורש טוהר כה גבוה כל עוד צבע הפלט או הפליטה הם לפי דרישת הצרכן. לאחר הליך המיצוי, הסופרנאטנט נוצל כצבעים ונמרח על הסיבים כדי לשמש כסימני אימות. התכונות הפוטולומינסנטיות הטבועות בכורכומין מציגות פליטה מירוק בהיר עד כתום, מה שמראה את הפוטנציאל שלו באבטחה סמויה. עם זאת, הזיקה הירודה של צבעים טבעיים לסיבי טקסטיל הפכה לאתגר במונחים של שמירה על התכונות האופטיות של כורכומין עם הפקדתו למצעי טקסטיל41. בהתחשב בכך שטיפולים משלימים יכולים לשנות את התכונות הפוטולומינסנטיות הנובעות מהכורכומין שהושקע, חיוני לבדוק את הביצועים האופטיים של סימוני האבטחה לאחר תהליך גימור הטקסטיל. בין הליכי הגימור השונים המיושמים בתעשייה, לגימור אנטי-מיקרוביאלי יש משמעות בולטת שכן הוא נותן את היכולת לעכב צמיחה מיקרוביאלית בתוך הבדים42. בהתחשב בכך, צ'יטוזן (צ'י) נוצל לתהליך הגימור בשל תכונותיו הביולוגיות והאנטי-מיקרוביאליות50. ראוי גם לציין כי chitosan גם מציג תכונות זוהרות הטבועות. איור 5 מציג את מטריצת העירור-פליטה של תמיסות כורכומין (איור 5A) וצ'יטוזן (איור 5B). ספקטרום הפליטה האופייני של צ'יטוזן נצפה חופף לעירור כורכומין. חפיפה ספקטרלית זו יוצרת נתיבי העברת אנרגיה פוטנציאליים מצ'יטוזן למולקולות כורכומין בסמיכות51. דיווחים קודמים כבר ביססו את השיפור הפוטולומינסנטי באמצעות אינטראקציה בעזרת רב-סוכר של קומפלקסים של כורכומין-חלבון52,53. Wang et al.51 הדגישו כי הקומפלקס הטרינרי של סרום כורכומין-בובין אלבומין-צ'יטוזן (C-BSA) מציג עוצמות פליטה PL גבוהות יותר מאשר מערכת בינארית C-BSA. פליטת PL מוגברת יכולה להיות קשורה למרחק מקוצר בין כורכומין לאלבומין בסרום בקר עם הוספת צ'יטוזן, מה שמוביל להעברת אנרגיה יעילה בתוך הקומפלקס הטרינרי. תופעה דומה נצפתה בעבודה זו. איור 6A-C מראה את ספקטרום ה-PL המשופר של בדים חנקניים צבועים בכורכומין עם צ'יטוזן. למרות זאת, צוין כי לא נצפו שיפורים משמעותיים עבור הבדים הצלולוזיים (איור 5D-F), דבר המצביע על אינטראקציה מועדפת עם בדים חנקניים. משמעות הדבר היא שניתן להשיג אינטראקציות PL משופרות גם במערכות מצב מוצק כגון מצעי טקסטיל מבוססי חלבון ופוליאמיד. עם זאת, זה מדגיש עוד יותר את התחום שלא נחקר במונחים של מחקר כורכומין, ומאפשר דרכים למחקרים עתידיים על התרכובת הרב-תכליתית הזו.

בדומה למחקרים אחרים, לעבודה זו יש גם כמה מגבלות שעשויות לשמש בסיס למחקר ופיתוח עתידי. הצבע המשמש בבד מגיע ממקור טבעי ומופק בטכניקה המוצעת, הכוללת שימוש באתנול הן לתהליכי מיצוי והן לתהליכי צביעה. אתנול הוא ממס יעיל למיצוי כורכומין; עם זאת, כדאי לקחת בחשבון כי ממסים אחרים עשויים גם להיות קיימא, מה שעלול להשפיע על כמות תרכובות הצבע שחולצו, זיהומים, ואת האינטראקציות שלהם עם הבד. מחקרים עתידיים יוכלו לחקור את השימוש בממסים שונים בשלבי המיצוי והצביעה. בהתחשב באילוצי הזמן ובזמינות המוגבלת של מתקני הבדיקה, לא כללנו תוצאות של מיקרוסקופ אלקטרונים. עם זאת, כללנו תמונות במיקרוסקופ זום סטריאופוני (איור משלים 4, איור משלים 5, איור משלים 6, איור משלים 7) של הבדים שנבדקו עם וללא צבעים כחלופה. אם כי מיקרוסקופ אלקטרונים יהיה מומלץ אם הצבעים מיושמים יש גימור ננו-חלקיקים.

יתר על כן, שיטות המיצוי והצביעה פושטו למטרות מעשיות. התמיסה שחולצה לא טוהרה, שכן תהליך הצביעה עדיין יכול להמשיך גם אם התמיסה מכילה זיהומים. חשוב לציין כי ההשפעה של זיהומים אלה על המרקם ועל אינטראקציות המורדים לא נחקרה במחקר זה.

לבסוף, מחקר זה מתמקד בעיקר בניתוח שיפור הפוטולומינסנציה של בדים שונים שנצבעו עם כורכומין ומורדנים עם צ'יטוזן. בעוד תכונות אופטיות קיבלו תשומת לב משמעותית, בדיקות פיזיות כגון עמידות ועמידות צבע לא נערכו. זה מהווה הזדמנות לחוקרים עתידיים לחקור עוד יותר את הפוטנציאל של החומר למטרות אימות בטקסטיל.

עבור חוקרים אחרים המעוניינים לשכפל עבודה זו, יש לציין כי פרמטרים מסוימים שדווחו עשויים שלא להתאים לתוצאת היעד. זה יכול להיות בגלל נוכחות של טעות אנוש, טעות אקראית, ואת התנאים הסביבתיים סביב מערך הניסוי. לכן, ביצוע הנחיות לפתרון בעיות אמור לפתור את הבעיה.

לסיכום, מחקר זה מניח את הבסיס לגישה מקיפה עבור כורכומין כפלטפורמת אימות חלופית וחזקה, המספקת שיטות מיצוי וניתוח שיכולות למצוא יישומים בתחומים מגוונים, כולל טקסטיל, אימות וננו-חומרים פונקציונליים. התובנות ממחקר זה מספקות מסגרת איתנה לחקירות עתידיות ולחדשנות ביישומים הקשורים לכורכומין. תהליך האימות, המשלב ספקטרוסקופיית FTIR ו- UV-Vis, מבסס אמצעי אמין לאישור נוכחות כורכומין. לשיקוע המוצלח של כורכומין על מצעי בד שונים, המעידים על פליטות פוטולומינסנטיות מתמשכות, יש השלכות משמעותיות על פיתוח פתרונות אימות יעילים ואמינים, ובכך מאפשרים אפשרויות מלהיבות במניעת זיופים וסימון ביטחוני. מדידות PL המקיפות המבוצעות על טקסטיל צבוע כורכומין מספקות הבנה מקיפה של האופן שבו כורכומין מתקשר עם מצעי טקסטיל שונים. גישה אנליטית זו לא רק שופכת אור על התכונות האופטיות של כורכומין, אלא גם חושפת את ההתנהגויות הייחודיות הספציפיות למצע שמנחות יישומים מותאמים אישית ואסטרטגיות פריסה אופטימליות. יתר על כן, המחקר של chitosan לא רק עבור גימור מיקרוביאלי, אלא כסוכן מתווך עבור luminescence משופר חושף אפשרויות עצומות עבור יישומים חדשים בתחומי פוטוניקה וביו-רפואה. עם גישות מרובות פנים אלה, מחקר זה מצית מחדש את העניין לקראת מחקר פיגמנטים טבעיים, ומניע מחקרים נוספים לקראת יישומים טכניים ופונקציונליים.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgments

עבודה זו נתמכת על ידי המחלקה למדע וטכנולוגיה - המכון הפיליפיני לחקר טקסטיל תחת פרויקט DOST Grants-in-Aid (DOST-GIA) שכותרתו טכנולוגיה סמויה לקראת קיימות והגנה על מגזרי הטקסטיל הפיליפיניים תחת הדיגיטליזציה של תוכנית תעשיית אריגת הנול הפיליפינית.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
(Curcumin) C. longa, spray dried  N/A N/A Naturally Sourced
100 mL Graduated Cylinder n/a
10 mL Serological Pipette n/a
200 mL Beaker n/a
365 nm UV Light AloneFire SV004 LG
50 mL Centeifuge Tube n/a
AATCC Multitester Fabric Testfabrics, Inc. 401002 AATCC Multifiber test fabric # 1 precut pieces of 2 X 2 inches, Heat Sealed
Analytical Balance Satorius BSA 224S-CW
Aspirator n/a
ATR- FTIR Bruker Bruker Tensor II
Centrifuge Hermle Labortechnik GmbH Z 206 A
Chitosan Tokyo Chemical Industries 9012-76-4
Digital  Camera ToupTek XCAM1080PHB
Drying Rack n/a
Ethanol Chem-Supply 64-17-5 Undenatured, 99.9% purity
Glacial Acetic Acid RCI-Labscan 64-19-7 AR Grade, 99.8% purity
Glass Slide n/a
Iron Clamp n/a
Iron Stand n/a
Magnetic Stirrer Corning PC-620D
Pasteur Pipette n/a
Propan-2-ol RCI-Labscan 67-63-0 AR Grade, 99.8% purity
Sonicator Jeio Tech Inc. UCS-20
Spectrofluorometer  Horiba (Jovin Yvon) Horiba Fluoromax Plus
Stirring Bar n/a
UV-Vis Spectrophotometer Agilent Cary UV 100
Wash bottle n/a
Zoom Stereo Microscope Olympus SZ61

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Eisend, M., Hartmann, P., Apaolaza, V. Who buys counterfeit luxury brands? A meta-analytic synthesis of consumers in developing and developed markets. J Int Market. 25 (4), 89-111 (2017).
  2. Agrawal, T. K., Koehl, L., Campagne, C. Uncertainty modelling in knowledge engineering and decision making. World Scientific Procedings Series. , Istanbul, Turkey. (2012).
  3. Cakin, M. B., Dincer, A. T. A. Turkish studies-comparative religious studies. , International Balkan Univeristy. (2023).
  4. Albarq, A. N. Counterfeit products and the role of the consumer in Saudi Arabia. Am J Indust Busi Manag. 5 (12), 819-827 (2015).
  5. Boamah, F., Ayesu, S. M., Crentsil, T., Pardie, S. P. The effect of academic textiles studies on the Ghana textile industry. Africa J Appl Res. 8 (2), 186-196 (2022).
  6. Bruce-Amarty, E. J., Amissah, E. R. K., Safo-Ankama, K. The decline of Ghana's textile industry: Its effects on textile education in Ghana. Art Design Studies. 22, 36-44 (2014).
  7. Abdollahi, A., Roghani-Mamaqani, H., Razavi, B., Salami-Kalajahi, M. Photoluminescent and chromic nanomaterials for anticounterfeiting technologies: Recent advances and future challenges. ACS Nano. 14 (11), 14417-14492 (2020).
  8. Norum, P. S., Cuno, A. Analysis of the demand for counterfeit goods. J Fashion Market Manage: An Int J. 15 (1), 27-40 (2011).
  9. Okonkwo, I. E., Abiala, W. Justification of counterfeits a microscopic view from a trademark perspective. Mayne Quart Law Rev. 6 (4), 1-7 (2021).
  10. Quoquab, F., Pahlevan, S., Mohammad, J., Thurasamy, R. Factors affecting consumers' intention to purchase counterfeit product. Asia Pac J Market Log. 29 (4), 837-853 (2017).
  11. Dalal, H. Challenges: A study of Textile Industry in India. Pramana Res J. 9 (5), 423-429 (2019).
  12. Mushi, H. M., Mohd Noor, N. A. Consumer behaviour and counterfeit purchase in the Tanzanian mainland. Global Bus Manage Rev (GBMR). 8 (1), 49-64 (2022).
  13. Ren, S., et al. Highly bright carbon quantum dots for flexible anti-counterfeiting. J Mat Chem C. 10 (31), 11338-11346 (2022).
  14. Liu, R. S. Phosphors, Up Conversion Nano Particles, Quantum Dots and Their Applications. , Springer, Berlin, Heidelberg. (2017).
  15. Chang, K., et al. Conjugated polymer dots for ultra-stable full-color fluorescence patterning. Small. 10 (21), 4270-4275 (2014).
  16. Fatahi, Z., Esfandiari, N., Ranjbar, Z. A New anti-counterfeiting feature relying on invisible non-toxic fluorescent carbon dots. J Anal Test. 4 (4), 307-315 (2020).
  17. Abd El-Hack, M. E., et al. Curcumin, the active substance of turmeric: its effects on health and ways to improve its bioavailability. J Sci Food Agri. 101 (14), 5747-5762 (2021).
  18. Bener, M., Özyürek, M., Güçlü, K., Apak, R. Optimization of microwave-assisted extraction of curcumin from Curcuma longa L. (Turmeric) and evaluation of antioxidant activity in multi-test systems. Rec. Nat. Prod. 10 (5), 542-554 (2016).
  19. Van Nong, H., et al. Fabrication and vibration characterization of curcumin extracted from turmeric (Curcuma longa) rhizomes of the northern Vietnam. Springerplus. 5 (1), 1147 (2016).
  20. Kolev, T. M., Velcheva, E. A., Stamboliyska, B. A., Spiteller, M. DFT and experimental studies of the structure and vibrational spectra of curcumin. Int J Quantum Chem. 102 (6), 1069-1079 (2005).
  21. Mohajeri, M., Behnam, B., Tasbandi, A., Jamialahmadi, T., Sahebkar, A. Studies on biomarkers and new targets in aging research in Iran: Focus on turmeric and curcumin. , Springer international publishing. (2021).
  22. Hay, E., et al. Therapeutic effects of turmeric in several diseases: An overview. Chem Biol Interact. 310, 108729 (2019).
  23. Ahmad, R. S., et al. Biochemistry, safety, pharmacological activities, and clinical applications of turmeric: A mechanistic review. Evid Based Complement Alternat Med. 2020, 7656919 (2020).
  24. Tsaplev, Y. B., Lapina, V. A., Trofimov, A. V. Curcumin in dimethyl sulfoxide: Stability, spectral, luminescent and acid-base properties. Dyes Pigments. 177, 108327 (2020).
  25. Chignell, C. F., et al. Spectral and photochemical properties of curcumin. Photochem Photobiol. 59 (3), 295-302 (1994).
  26. Sun, X., Gao, C., Cao, W., Yang, X., Wang, E. Capillary electrophoresis with amperometric detection of curcumin in Chinese herbal medicine pretreated by solid-phase extraction. J Chromatogr A. 962 (1-2), 117-125 (2002).
  27. Takenaka, M., et al. Effective extraction of curcuminoids by grinding turmeric (Curcuma longa) with medium-chain triacylglycerols. Food Sci Technol Res. 19 (4), 655-659 (2013).
  28. Heffernan, C., Ukrainczyk, M., Gamidi, R. K., Hodnett, B. K., Rasmuson, ÅC. Extraction and purification of curcuminoids from crude curcumin by a combination of crystallization and chromatography. Org Process Res Dev. 21 (6), 821-826 (2017).
  29. Paramasivam, M., Poi, R., Banerjee, H., Bandyopadhyay, A. High-performance thin layer chromatographic method for quantitative determination of curcuminoids in Curcuma longa germplasm. Food Chem. 113 (2), 640-644 (2009).
  30. Priyadarsini, K. I. The chemistry of curcumin: from extraction to therapeutic agent. Molecules. 19 (12), 20091-20112 (2014).
  31. Nhujak, T., Saisuwan, W., Srisa-art, M., Petsom, A. Microemulsion electrokinetic chromatography for separation and analysis of curcuminoids in turmeric samples. J Sep Sci. 29 (5), 666-676 (2006).
  32. Kim, Y. J., Lee, H. J., Shin, Y. Optimization and validation of high-performance liquid chromatography method for individual curcuminoids in turmeric by heat-refluxed extraction. J Agri Food Chem. 61 (46), 10911-10918 (2013).
  33. Patel, K., Krishna, G., Sokoloski, E., Ito, Y. Preparative separation of curcuminoids from crude curcumin and turemric powder by pH-zone refining countercurrent chromatography. J Liq Chrom Rel Tech. 23 (14), 2209-2218 (2007).
  34. Paulucci, V. P., Couto, R. O., Teixeira, C. C. C., Freitas, L. A. P. Optimization of the extraction of curcumin from Curcuma longa rhizomes. Rev Bras Farmacogn. 23 (1), 94-100 (2013).
  35. Ali, I., Haque, A., Saleem, K. Separation and identification of curcuminoids in turmeric powder by HPLC using phenyl column. Anal. Methods. 6 (8), 2526-2536 (2014).
  36. Li, M., Ngadi, M. O., Ma, Y. Optimisation of pulsed ultrasonic and microwave-assisted extraction for curcuminoids by response surface methodology and kinetic study. Food Chem. 165, 29-34 (2014).
  37. Mandal, V., Mohan, Y., Hemalatha, S. Microwave assisted extraction of curcumin by sample-solvent dual heating mechanism using Taguchi L9 orthogonal design. J Pharm Biomed Anal. 46 (2), 322-327 (2008).
  38. Shankar, M., Palani, S., Nivedha, D. Extraction of Curcumin from Raw Turmeric (Curcuma longa.)-A Comparative Study, Using Soxhlet, Chemical, Chromatographic, and Spectroscopic Methods and Determining its Bioavailability. Int J Mod Dev in Eng Sci. 1 (6), 67-72 (2022).
  39. Kurmudle, N., Kagliwal, L. D., Bankar, S. B., Singhal, R. S. Enzyme-assisted extraction for enhanced yields of turmeric oleoresin and its constituents. Food Biosci. 3, 36-41 (2013).
  40. Chassagnez-Méndez, A. L., Corrêa, N. C. F., França, L. F. d, Machado, N. T. d, Araújo, M. E. A mass transfer model applied to the supercritical extraction with CO2 of curcumins from turmeric rhizomes (Curcuma longa L). Brazil J Chem Eng. 17, 315-322 (2000).
  41. Ghoreishian, S. M., Maleknia, L., Mirzapour, H., Norouzi, M. Antibacterial properties and color fastness of silk fabric dyed with turmeric extract. Fibers Poly. 14 (2), 201-207 (2013).
  42. Safapour, S., Sadeghi-Kiakhani, M., Doustmohammadi, S. Chitosan-cyanuric chloride hybrid as an efficient novel bio-mordant for improvement of cochineal natural dye absorption on wool yarns. J Textile Inst. 110 (1), 81-88 (2018).
  43. Vahur, S., Teearu, A., Peets, P., Joosu, L., Leito, I. ATR-FT-IR spectral collection of conservation materials in the extended region of 4000-80 cm(-)(1). Anal Bioanal Chem. 408 (13), 3373-3379 (2016).
  44. Gunasekaran, S., Natarajan, R., Natarajan, S., Rathikha, R. Structural investigation on curcumin. Asian J Chem. 20 (4), 2903 (2008).
  45. Kim, H. J., et al. Curcumin dye extracted from Curcuma longa L. used as sensitizers for efficient dye-sensitized solar cells. Int J Electrochem Sci. 8 (6), 8320-8328 (2013).
  46. Singh, P. K., Wani, K., Kaul-Ghanekar, R., Prabhune, A., Ogale, S. From micron to nano-curcumin by sophorolipid co-processing: highly enhanced bioavailability, fluorescence, and anti-cancer efficacy. RSC Adv. 4 (104), 60334-60341 (2014).
  47. Holmquist, H., et al. Properties, performance and associated hazards of state-of-the-art durable water repellent (DWR) chemistry for textile finishing. Environ Int. 91, 251-264 (2016).
  48. Berradi, M., et al. Textile finishing dyes and their impact on aquatic environs. Heliyon. 5 (11), e02711 (2019).
  49. Behera, M., Nayak, J., Banerjee, S., Chakrabortty, S., Tripathy, S. K. A review on the treatment of textile industry waste effluents towards the development of efficient mitigation strategy: An integrated system design approach. J Environ Chem Eng. 9 (4), 105277 (2021).
  50. Massella, D., Giraud, S., Guan, J., Ferri, A., Salaün, F. Textiles for health: a review of textile fabrics treated with chitosan microcapsules. Environ Chem Lett. 17 (4), 1787-1800 (2019).
  51. Wang, F., Huang, W., Jiang, L., Tang, B. Quantitative determination of proteins based on strong fluorescence enhancement in curcumin-chitosan-proteins system. J Fluoresc. 22 (2), 615-622 (2012).
  52. Yang, M., Wu, Y., Li, J., Zhou, H., Wang, X. Binding of curcumin with bovine serum albumin in the presence of iota-carrageenan and implications on the stability and antioxidant activity of curcumin. J Agric Food Chem. 61 (29), 7150-7155 (2013).
  53. Sneharani, A. H., Karakkat, J. V., Singh, S. A., Rao, A. G. Interaction of curcumin with beta-lactoglobulin-stability, spectroscopic analysis, and molecular modeling of the complex. J Agric Food Chem. 58 (20), 11130-11139 (2010).

Tags

החודש ב-JoVE גיליון 202 פוטולומינסנציה כורכומין העברת אנרגיה אימות טקסטיל
פוטולומינסנציה משופרת של תמציות <em>Curcuma longa</em> באמצעות העברת אנרגיה בתיווך Chitosan עבור יישומי אימות טקסטיל
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

De Guzman, G. N. A., Magalong, J. R. … More

De Guzman, G. N. A., Magalong, J. R. S., Bantang, J. P. O., Leaño, Jr., J. L. Enhanced Photoluminescence of Curcuma longa Extracts via Chitosan-Mediated Energy Transfer for Textile Authentication Applications. J. Vis. Exp. (202), e66035, doi:10.3791/66035 (2023).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter