Comparative Study on Synthesis, Optimization and Physicochemical Characterization of Silver Nanoparticles Using Leaf, Stem and Root Extracts of Andrographis paniculata
यह अध्ययन प्रदर्शित करता है कि *एंड्रोग्राफिस पैनिकुलाटा* के पत्तों, तने और जड़ के अर्क का उपयोग करके सिल्वर नैनोपार्टिकल्स का हरित संश्लेषण (ग्रीन सिंथेसिस) इष्टतम अभिक्रिया स्थितियों और भौतिक-रासायनिक गुणों में अंग-विशिष्ट भिन्नता उत्पन्न करता है, जिसमें प्राप्त होने वाले सभी नैनोपार्टिकल्स गोलाकार, क्रिस्टलीय संरचना वाले हैं और उनका आकार 7 से 11 एनएम के बीच है।
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चांदी के सूक्ष्म कण, जो नग्न आंखों से अदृश्य हैं, लंबे समय से विज्ञान और चिकित्सा में एक विशेष स्थान रखते आए हैं। ये सिल्वर नैनोपार्टिकल्स (चांदी के नैनोकण) बैक्टीरिया को मारने, रासायनिक प्रतिक्रियाओं को तेज करने और प्रकाश के साथ अनूठे तरीकों से परस्पर क्रिया करने की अपनी क्षमता के लिए बेशकीमती माने जाते हैं। पारंपरिक रूप से, वैज्ञानिक उन्हें कठोर रसायनों या महंगे उपकरणों का उपयोग करके बनाते रहे हैं, जो कि एक ऐसी प्रक्रिया है जो खतरनाक और अपव्ययी हो सकती है। हाल के वर्षों में, शोधकर्ताओं ने एक स्वच्छ समाधान के लिए प्रकृति की ओर रुख किया है, जिसमें पौधों के अर्क (extracts) का उपयोग करके सिल्वर आयनों को घोल से बाहर निकालने और उन्हें ठोस कणों में बदलने के लिए किया जाता है। यह दृष्टिकोण, जिसे 'ग्रीन सिंथेसिस' (हरित संश्लेषण) कहा जाता है, पौधों के भीतर मौजूद प्राकृतिक रसायनों पर निर्भर करता है जो मुख्य कार्य को संपन्न करते हैं। हालांकि, एक पौधा कोई एकल, एकसमान पदार्थ नहीं है; यह एक जटिल जीव है जो पत्तियों, तनों और जड़ों जैसे विभिन्न भागों से बना है, जिनमें से प्रत्येक की अपनी रासायनिक संरचना होती है। एक प्रमुख प्रश्न अनुत्तरित रह गया था: क्या यह मायने रखता है कि आप पौधे के किस भाग का उपयोग करते हैं? यदि कोई वैज्ञानिक किसी विशिष्ट कार्य के लिए इन सूक्ष्म कणों को बनाना चाहता है, तो क्या पौधे के अंग का चुनाव अंतिम उत्पाद के आकार, आकृति या स्थिरता को बदल सकता है?
शोधकर्ताओं की एक टीम ने 'किंग ऑफ बिटर्स' नामक एक औषधीय पौधे, एंड्रोग्राफिस पैनिकुलटा (Andrographis paniculata) पर बारीकी से नज़र डालकर इस प्रश्न का उत्तर देने का प्रयास किया। उन्होंने इस पौधे को केवल एक स्रोत के रूप में नहीं, बल्कि तीन अलग-अलग प्रयोगशालाओं के रूप में देखने का निर्णय लिया। बांग्लादेश में काम करते हुए, उन्होंने एक ही प्रजाति के ताजे पत्ते, तने और जड़ें एकत्र कीं और प्रत्येक भाग के लिए अलग-अलग जल-आधारित अर्क तैयार किए। उनका लक्ष्य यह देखना था कि क्या ये विभिन्न अर्क सिल्वर नैनोपार्टिकल्स को एक ही तरह से बनाएंगे, या क्या प्रत्येक अंग की विशिष्ट रसायन विज्ञान के कारण अलग परिणाम मिलेंगे। उन्होंने इन पौधों के घोलों को सिल्वर सॉल्यूशन के साथ मिलाया और तापमान, समय और पौधे के तरल की मात्रा जैसे चरों (variables) को नियंत्रित करते हुए बारीकी से निगरानी की, ताकि प्रत्येक अंग के लिए सटीक नुस्खा खोजा जा सके।
प्रक्रिया की शुरुआत एक सरल दृश्य संकेत से हुई। जब पौधे के अर्क सिल्वर सॉल्यूशन से मिले, तो तरल धीरे-धीरे हल्के पीले रंग में बदला और फिर गहरे भूरे रंग में परिवर्तित हो गया। यह रंग परिवर्तन इस बात का संकेत था कि सिल्वर आयन अब ठोस नैनोपार्टिकल्स में परिवर्तित हो रहे थे। शोधकर्ताओं ने पाया कि हालांकि पौधे के तीनों भाग इन कणों को बना सकते थे, लेकिन वे उन्हें अलग-अलग गति से करते थे और सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करने के लिए उन्हें अलग-अलग स्थितियों की आवश्यकता थी। पत्तों का अर्क सबसे अधिक कुशल था, जिसने केवल चालीस मिनट में गहरा रंग उत्पन्न किया। तने ने भी उतना ही समय लिया, लेकिन जड़ का अर्क धीमा था, जिसे अपने चरम तक पहुँचने के लिए पचास मिनट की आवश्यकता थी। तापमान ने भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाई; पत्ते सत्तर डिग्री सेल्सियस के गर्म तापमान पर सबसे अच्छा काम करते थे, तने साठ डिग्री के थोड़े ठंडे तापमान को पसंद करते थे, और जड़ों को इष्टतम प्रदर्शन करने के लिए अस्सी डिग्री के अधिक गर्म तापमान की आवश्यकता थी। यहाँ तक कि मिश्रण की अम्लता (acidity) भी मायने रखती थी, जहाँ पत्तों और तनों को मध्यम क्षारीय (alkaline) वातावरण में पनपने में मदद मिली, जबकि जड़ों को सफल होने के लिए बहुत अधिक क्षारीय सेटिंग की आवश्यकता थी।
कण बनने के बाद, टीम ने ठीक से जांच करने के लिए कि उन्होंने क्या बनाया है, शक्तिशाली सूक्ष्मदर्शी और प्रकाश सेंसरों का उपयोग किया। परिणामों ने दिखाया कि पौधे के अंग का चयन नैनोपार्टिकल्स की प्रकृति को मौलिक रूप से बदल देता है। पत्ते के अर्क से बने कण सबसे छोटे और सबसे एकसमान थे, जिनका व्यास लगभग सात नैनोमीटर था। इसके विपरीत, तने ने लगभग ग्यारह नैनोमीटर के थोड़े बड़े कण उत्पन्न किए, और जड़ ने लगभग दस नैनोमीटर के कण दिए। इस पैमाने को समझने के लिए, ये कण मानव बाल की चौड़ाई के दस हजार गुना छोटे हैं। इन आकार के अंतरों के बावजूद, तीनों प्रकार के कणों की आंतरिक संरचना समान थी, जो एक 'फेस-सेंटर्ड क्यूबिक' (face-centered cubic) नामक पूर्ण क्रिस्टल पैटर्न बनाती है, जो ठोस चांदी की मानक व्यवस्था है।
शोधकर्ताओं ने यह भी देखा कि ये कण तरल में कैसे व्यवहार करते हैं। कणों के हिलने-डुलने से टकराकर परावर्तित होने वाले प्रकाश को मापने की एक तकनीक का उपयोग करते हुए, उन्होंने पाया कि पत्तों से प्राप्त नैनोपार्टिकल्स सबसे स्थिर थे, जिनमें आकार का वितरण बहुत सटीक था जो यह दर्शाता था कि वे आपस में चिपके बिना निलंबित रहेंगे। तने और जड़ के कण भी स्थिर थे, लेकिन पत्तों की तुलना में थोड़े कम एकसमान थे। अध्ययन ने पुष्टि की कि पौधे के रसायन न केवल कणों को बनाने वाले कार्यकर्ता के रूप में कार्य करते हैं, बल्कि सुरक्षात्मक परत के रूप में भी कार्य करते हैं जो उन्हें आपस में चिपकने से बचाते हैं। चूंकि पत्तियों, तनों और जड़ों में इन सुरक्षात्मक रसायनों की मात्रा और प्रकार भिन्न होते हैं, इसलिए वे स्वाभाविक रूप से अलग-अलग विशेषताओं वाले कणों का उत्पादन करते हैं।
यह कार्य यह प्रदर्शित करता है कि ग्रीन सिंथेसिस के परिणाम को नियंत्रित करने के लिए पौधे के एक विशिष्ट भाग का चयन करना एक शक्तिशाली उपकरण है। यह कहना पर्याप्त नहीं है कि "हमने एक पौधे का उपयोग किया"; विशिष्ट अंग मायने रखता है। एंड्रोग्राफिस पैनिकुलटा की पत्ती सबसे छोटे, सबसे एकसमान सिल्वर नैनोपार्टिकल्स बनाने के लिए श्रेष्ठ विकल्प के रूप में उभरी, जबकि तना और जड़ व्यवहार्य विकल्प थे जिन्हें सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त करने के लिए अलग-अलग स्थितियों की आवश्यकता थी। इन अंतरों को समझकर, वैज्ञानिक अब सटीक गुणों वाले नैनोपार्टिकल्स को इंजीनियर करने के लिए सही पौधे के भाग का चयन कर सकते हैं, जिससे विषैले रसायनों पर निर्भर किए बिना चिकित्सा और प्रौद्योगिकी में अधिक टिकाऊ और अनुकूलित अनुप्रयोगों का मार्ग प्रशस्त होता है।
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