Safed Musli (Chlorophytum borivilianum L.) Callus-medieret biosyntese af sølvnanopartikler og evaluering af deres antimikrobielle aktivitet og cytotoksicitet mod humane tarmkræftceller

Abstract

Med udviklingen af nanobioteknologi er miljøvenlige tilgange til plantemedieret biosyntese af sølvnanomaterialer (AgNP) blevet mere attraktive for biomedicinske anvendelser. Den foreliggende undersøgelse er en rapport om biosyntese af AgNPs ved hjælp af Chlorophytum borivilianum L. (Safed musli) callusekstrakt som en ny kilde til reduktionsmiddel. AgNO3-opløsning, der blev udfordret med det methanoliske callusekstrakt, viste en farveændring fra gul til brun på grund af bioreduktionsreaktionen. Endvidere blev AgNPs karakteriseret ved hjælp af UV-visible spektrofotometri, røntgendiffraktion (XRD), atomkraftmikroskopi (AFM) og fouriertransform-infrarød spektroskopi (FTIR). UV-vis-spektret afslørede AgNPs’ overfladeplasmonresonansegenskab ved ca. 450 nm. XRD-mønsteret med typiske toppe indikerede sølvets ansigtcentrerede kubiske natur. AFM-analyse bekræftede eksistensen af sfærisk formede og veldispergerede AgNPs med en gennemsnitlig størrelse på 52,0 nm. Endvidere bekræftede FTIR-analysen inddragelsen af forskellige fytokonstituenter i callusekstraktens rolle i processen med bioreduktion til dannelse af nanopartikler. AgNP’erne var mere effektive til at hæmme de testede patogene mikrober, nemlig Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis, meticillinresistente Escherichia coli, Staphylococcus aureus og Candida albicans sammenlignet med callusekstrakt. 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromid (MTT)-analysen bekræftede den cytotoksiske egenskab af AgNPs over for den humane kolon adenocarcinomcellelinje (HT-29) på en dosisafhængig måde. Ved højere koncentrationer på 500 μg/mL AgNPs blev det observeret, at cellens levedygtighed kun var 7 % efter 24 timer med en IC50-værdi på 254 μg/mL. Disse AgNP’er viser derfor klart det mangfoldige potentiale til at blive anvendt i forskellige biomedicinske anvendelser i den nærmeste fremtid.

1. Indledning

Som et fremvoksende videnskabsområde i den moderne verden har nanoteknologi i høj grad været til stor gavn for mennesker. Nanoteknologi har til formål at producere og udnytte materialer i nanostørrelse, der måler mellem 1 og 100 nm . De unikke egenskaber ved materialer i nanostørrelse gør dem mere attraktive til anvendelse på forskellige områder, især til levering af lægemiddelmolekyler, billedanalyse, som biomarkør, biodetektion af makromolekyler eller patogener osv. Der anvendes flere typer metaller til syntese af nanomaterialer til specifikke biomedicinske anvendelser. De omfatter sølv (Ag), guld (Au), titandioxid (TiO2), zinkoxid (ZnO), kobberoxid (CuO), magnesiumoxid (MgO), calciumoxid (CaO) og silica (Si). Disse nanostrukturer udviser unikke fysisk-kemiske og biologiske egenskaber, herunder styrke, plasticitet, holdbarhed og funktioner. De anvendes derfor i vid udstrækning på forskellige områder, herunder elektronik, biomedicin og bioteknologi . Da sølv har antimikrobiel aktivitet, er det blevet anvendt i vid udstrækning til fremstilling af forskellige antimikrobielle stoffer i de sidste par år . I dag anvendes sølv til at syntetisere sølvnanopartikler (AgNP) til forskellige anvendelser inden for medicin, fødevarer, sundhedspleje osv. Dette skyldes, at AgNPs med et større overfladeareal-til-volumen-forhold besidder unikke biologiske, elektriske, termiske og optiske egenskaber .

Der er flere tilgange til at syntetisere AgNPs, herunder kemiske, fysiske og biologiske metoder . Den foretrukne metode er dog ved hjælp af den biologiske rute, der involverer planteforbindelser eller planteekstrakter, mikrober eller deres produkter. Dette skyldes hovedsagelig sikkerhed, omkostningseffektivitet og miljøvenlige aspekter. På den anden side indebærer kemiske og fysiske metoder giftige kemikalier, en masse energi, stort tryk og høj temperatur . AgNPs blev successivt fremstillet ved hjælp af forskellige planteekstrakter, såsom Leptadenia reticulata , Cassia didymobotrya , Andrographis paniculata , Prunus japonica , Talinum triangulare , Euphorbia antiquorum , Thymbra spicata , og Cleome viscosa . For nylig er AgNPs blevet syntetiseret fra plante callus som en ny kilde. F.eks. anvendes callus induceret fra Catharanthus roseus, Sesuvium portulacastrum, Taxus yunnanensis, Centella asiatica, Cucurbita maxima osv. til biosyntese af AgNP’er . Calluskulturer har den fordel, at de afhjælper problemerne med knaphed på vilde plantekilder. Desuden er callusekstrakter mere effektive til at fremstille mere tydelige og spredte AgNPs sammenlignet med dem, der biosynteseres ved hjælp af bladekstrakter med højere bioaktivitet .

Chlorophytum borivilianum L. (Safed musli) er en værdsat lægeplante, der har rigeligt med bioaktive komponenter som f.eks. phenoler, saponiner, flavonoider, alkaloider, tanniner, steroider, triterpenoider og vitaminer. Planten er effektiv til at helbrede kronisk leukorrhoe, diabetes, gigt, højt blodtryk og forsinket overgangsalder. For at overvinde problemerne med dyrkning af Safed musli i marken er man gået over til at dyrke vævskulturer for at opnå dens bioaktive forbindelser. Charl et al. har tidligere bevist, at Safed musli callus-kultur er en pålidelig kilde til sekundære metabolitter fra planter. Endvidere har de også rapporteret om de antimikrobielle og antioxidante aktiviteter af Safed musli callus-ekstrakt. Indtil nu er der imidlertid ingen rapport om biosyntesen af AgNP ved hjælp af Safed musli-planten eller dens callus. Derfor rapporteres der i denne undersøgelse om en biologisk metode til syntese af AgNP’er ved hjælp af Safed musli callus-ekstrakter for at evaluere deres biologiske egenskaber.

2. Materialer og metoder

2.1. Fremstilling af callusekstrakter af Safed Musli

For at igangsætte calluskulturer af Safed musli blev metoden forklaret af Nakasha et al. fulgt. Kort fortalt blev skudknopper af Safed musli inokuleret på fast Murashige og Skoog-medium indeholdende 5 mg/L 2,4-dichlorphenoxyeddikesyre og dyrket i 4 uger, hvorefter de blev høstet. Til fremstilling af callusekstraktet blev 20 g callus med frisk vægt malet sammen med 100 ml methanol og kogt i ca. 5 minutter. Ved hjælp af Whatman nr. 1-filterpapir blev ekstraktet filtreret og opbevaret ved 4 °C. Ekstraktet blev anvendt til fremstilling af AgNP inden for 1 uge.

2.2. Biosyntese af AgNPs

Omkring 10 mL callusekstrakter blev udfordret med 90 mL 1 mM AgNO3 (sølvnitrat)-opløsning indeholdt i en Erlenmeyer-kolbe (250 mL). Reaktionsblandingen blev opbevaret ved stuetemperatur på en rystemaskine (150 rpm) uden lys. Farveændringen blev registreret med jævne mellemrum i op til 5 timer, og AgNP’erne blev opbevaret ved stuetemperatur i 3 måneder for at kontrollere stabiliteten. Reaktionsblandingen blev centrifugeret ved 20.000 rpm i 15 min. for at koncentrere de biogent syntetiserede AgNP’er med henblik på yderligere karakterisering.

2.3. Karakterisering af AgNPs
2.3.3.1. UV-visuel spektralanalyse

Farveændringen i farvedannelsen i reaktionsblandingen blev visuelt overvåget. Ca. 2 mL af opløsningen blev periodisk opsamlet efter 1, 3 og 5 timers inkubation, og reduktionen af sølvioner blev målt ved 300-600 nm UV-visible spektrum ved hjælp af et spektrofotometer (ELICO, Indien).

2.3.2. Røntgendiffraktionsanalyse (XRD)

På objektglasset blev der tilsat en enkelt dråbe AgNP-opløsning, som blev belagt. Den blev senere analyseret for at registrere den krystallinske natur af de biosyntetiserede nanopartikler ved hjælp af et røntgendiffraktometer (XRD), model XRD-6000, Shimadzu, Japan, med 40 kV og 30 mA med Cu ka-stråling ved 2θ angel.

2.3.3.3. Atomkraftmikroskopi (AFM)

Med brug af AFM (A.P.E. Research A100, Italien) blev AgNPs karakteriseret for at observere deres morfologiske egenskaber. Først blev opløsningen indeholdende AgNPs soniceret ved stuetemperatur i 15 minutter ved hjælp af en ultrasonicator. Senere blev AgNP-opløsningen tørret for at danne et tyndt lag på et glimmerbaseret glasobjekt, og dette blev brugt til observation under AFM.

2.3.4. Fouriertransform-infrarød spektroskopi (FTIR) analyse

FTIR-analyse af biogent syntetiserede AgNP’er blev udført ved hjælp af et Perkin Elmer FTIR-spektrum-anvendelse af KBr-pellet ved hjælp af et Shimazdu IR Prestige-21 FTIR-instrument med diffus reflekterende tilstand (DRS-8000). Alle målinger blev udført i området 400-4000 cm-1.

2.4. Evaluering af antibakteriel aktivitet

De biosyntetiserede AgNPs blev vurderet for deres antimikrobielle aktivitet ved hjælp af en diskdiffusionsmetode mod almindelige humanpatogene Gram-positive bakteriestammer, Bacillus subtilis B29 (ATCC 29737), Methicillin-resistent Staphylococcus aureus (MRSA) (ATCC700698) (Gram-positiv), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15442) og Escherichia coli E266 (Gram-negativ), og en svampeart, Candida albicans 90028. Alle mikrobielle stammer blev fremskaffet fra Laboratory of Molecular Biomedicine, Institute of Bioscience, UPM, Serdang, Malaysia. Alle bakteriestammer blev vedligeholdt på Mueller-Hinton Agar (MHA)-medier, mens C. albicans 90028 blev dyrket på kartoffel-dextrose agar (PDA)-medium. Til vurdering af antibakterielle aktiviteter blev diskdiffusionsmetoden anvendt med små ændringer . Kort fortalt blev den rene kultur af hver mikrobe jævnt fordelt på de separate petriplader ved hjælp af sterile vatpinde. Kulturmediet blev placeret med sterile skiver (6 mm i diameter) belagt med forskellige koncentrationer (100, 200 og 300 μg/mL) af AgNPs og det methanoliske bladekstrakt. Dimethylsulfoxid (DMSO) (10 μg/μL) og gentamycin (10 μg/disc) blev anvendt som henholdsvis negativ og positiv kontrol mod alle de testede mikrober. Hver behandling blev gentaget 5 gange, og forsøget blev gentaget to gange. Alle plader blev inkuberet ved 37 °C i 24 timer, og udseendet af hæmningszonen (mm) blev registreret ved hjælp af en lineal.

2,5. Evaluering af cytotoksicitet mod koloncancercellelinje HT-29

Vi evaluerede den cytotoksiske virkning af mykogene AgNPs på koloncancercellelinje HT-29 som tidligere rapporteret . Kort sagt blev cellerne dyrket på Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (DMEM) indeholdt med penicillin (100 U/mL), streptomycin (100 g/mL), L-glutamin (2 mM) og føtal bovin serum (10%). Der blev anvendt ca. 5 × 104 celler til inokulering i en brønd i 96-brøndeplader. Cellerne blev inkuberet i 48 timer i et CO2-inkuberingsapparat justeret til 37 °C. For at undersøge cytotoksiciteten blev cellerne behandlet med biosyntetiserede AgNPs (10, 20, 40, 80, 120 og 160 μg/mL) og inkuberet i 48 timer for at vurdere cellernes overlevelsesevne ved hjælp af 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromid (MTT)-test. Først blev der fremstillet en frisk MTT-opløsning (5 mg/mL), og ca. 10 mL af denne opløsning blev fordelt i hver brønd. Endvidere blev den opbevaret til inkubation i op til 4 timer under de samme betingelser. Ved hjælp af en multiwell ELISA-pladelæser blev absorbansen dokumenteret ved 570 nm. Den opnåede absorbans blev omregnet til en procentdel af cellernes levedygtighed ved hjælp af nedenstående formel:

2,6. Statistisk analyse

Alle eksperimenter blev gentaget tre gange og gentaget tre gange. De data, der blev opnået fra hvert forsøg, blev repræsenteret som afvigelse (SD).

3. Resultater og diskussion

3.1. Kallusdannelse og syntese af AgNPs

Syntese af AgNPs gennem den biologiske rute har fået større betydning i den seneste tid på grund af det faktum, at den biologiske metode giver stabile og ensartede AgNPs med overlegen farmakologisk betydning . Den foreliggende undersøgelse involverede brugen af Safed musli callus ekstrakt som et substrat til at syntetisere AgNPs ved stuetemperatur. I denne undersøgelse blev der efter 2 måneder dannet gulfarvede, sprøde calli, der blev høstet (figur 1).

Figur 1
Viser callusdannelsen på MS-medium suppleret med 2,4-D (5 mg/L) efter 2 måneder.

Det ser ud til, at Safed musli calli på dette stadium betragtes som modne og veludviklede til at udskille sekundære metabolitter fra planter. Derfor blev calli, der blev høstet efter 2 måneder, anvendt i processen med at syntetisere AgNPs . Generelt varierer produktionen af nanopartikler og deres egenskaber afhængigt af de bioaktive forbindelser, der forekommer i opløsningsmiddelekstrakter af en planteart . Da AgNO3-opløsningen blev udfordret med det methanoliske callusekstrakt af Safed musli, var der en ændring i farven fra gul til lysebrun på grund af bioreduktionsreaktion (figur 2). Dette tyder klart på biosyntesen af AgNP’er, som er korreleret med excitationen af overfladeplasmonresonansvibrationer i AgNP’er . Farveændringen blev straks observeret inden for en time, og intensiteten af farven steg med inkubationstiden op til 5 timer. Mere end 5 timers inkubation viste imidlertid ingen observerbar ændring i farven. Farveintensiteten steg gradvist med stigende inkubationstid og forblev den højeste efter 5 timers inkubation. Indtil nu er de nøjagtige mekanismer, der er involveret i biosyntesen af AgNPs fra planteekstrakter, ikke klart forstået. Der er dog foreslået nogle mulige mekanismer, som kan være involveret i biosyntesen. Således kan de cellulære enzymer sammen med forekomsten af forskellige klasser af planteforbindelser som f.eks. phenoler, flavonoider, phytosteroler, terpenoider, organiske syrer, alkaloider og alkoholer, der forekommer i planteekstrakter, effektivt reducere dannelsen af AgNP’er fra sølvioner . Forskere har tidligere rapporteret, at inkubationstiden for færdiggørelse af den biologiske reduktion af sølvioner til AgNP’er varierer fra planteart til planteart på grund af forskelle i forekomsten af fytokonstituenter i planteekstrakterne .

Figur 2
Gul farve af Safed musli callus-ekstrakt (A); gennemsigtig farve af AgNO3-opløsning (B) og brun farve af reaktionsblandingen efter 48 timers eksponering for AgNO3, hvilket indikerer dannelsen af AgNPs (C).

3.2. Karakterisering af AgNPs
3.2.1. UV-visuel spektroskopianalyse

Anvendelsen af UV-visuel spektroskopi, XRD, AFM og FTIR-analyse har givet oplysninger vedrørende størrelse, form, dispersion og overfladeareal af callusekstraktmedierede AgNP’er. UV-spektret viste tilstedeværelsen af et skarpt absorbancetop ved ca. 450 nm, hvilket tyder på forekomsten af AgNPs (figur 3). Ifølge tidligere rapporter indikerer det UV-visible absorptionsbånd mellem 425 og 460 nm overfladeplasmonresonans (SPR) af AgNPs . Denne SPR-top sammen med de bioreducerende stoffer i callusekstraktet kan muligvis være involveret i afdækning for at danne og stabilisere AgNPs . Tilstedeværelsen af en bred top kunne korreleres med AgNPs’ polydispersale natur med sfærisk form.

Figur 3
UV-visible absorptionsspektroskopi, der viser den karakteristiske SPR-top for AgNPs.

3.2.2.2. XRD-analyse

Observationen af diffraktionstoppene i XRD-analysen giver detaljer om den krystallinske natur og den kemiske sammensætning af de biosyntetiserede AgNPs. Resultatet af XRD-mønsteret af AgNPs syntetiseret ved hjælp af Safed musli callus-ekstrakt er illustreret i figur 4. De diffrakterede intensiteter fra 20° til 70° blev registreret. De observerede toppe ved 2θ på 38,34°, 44,54° og 64,6° svarer til henholdsvis (111), (200) og (220) planerne i sølvets ansigtcentrerede kubiske struktur. Disse resultater svarer til resultaterne fra Joint Committee on Powder Diffraction Standards (JCPDS nr. 04-0783). Ligeledes kan andre mindre toppe, der er observeret, være korreleret med de krystallinske organiske forbindelser, der er adsorberet på AgNP-overfladen. Lignende diffraktionsmønstre blev også observeret af tidligere resultater i forbindelse med AgNPs syntetiseret fra plantekilder .

Figur 4
XRD-mønster af biosyntetiserede AgNPs ved hjælp af callusekstrakt af Safed musli.

3.2.3. AFM-analyse

AFM-analyse blev udført for at registrere de topologiske egenskaber af biosyntetiserede AgNPs fra callusekstrakt af Safed musli. Resultatet afslørede tydeligt, at eksistensen af sfærisk formede AgNPs er jævnt spredt (figur 5). Størrelsen af AgNP’erne varierede mellem 35,1 og 168,0 nm med en gennemsnitlig størrelse på 52,0 nm. De biosyntetiserede AgNP’er blev fundet med en ruhed på 7,9 nm og en rodemiddelkvadratruhed på 14,6 nm (figur 5(a) og 5(b)). Disse observationer er i overensstemmelse med de tidligere rapporterede nanoregime og sfærisk formede AgNPs biosyntetiseret fra forskellige plantearter, herunder Leptadenia reticulata, Murraya koenigii, Centella asiatica, Cleome viscosa og Coptidis rhizoma .

(a)
(a)
(b)
(b)

(a)
(a)(b)
(b)

Figur 5
AFM-billeder af AgNPs biosyntetiseret af callusekstrakt af Safed musli.
3.2.4. FTIR-analyse

Den sandsynlige interaktion mellem biosyntetiserede AgNPs og forskellige planteforbindelser, der forekommer i Safed musli callus-ekstrakt, blev bestemt ved FTIR-analyse. Disse fytokonstituenter er akkrediteret til at fungere som reducerende og stabiliserende midler under deres AgNP biosyntese . Figur 6 viser FTIR-spektraldataene for biosyntetiserede AgNP’er med 14 forskellige toppe i området 4000-500 cm-1 . Et bredt peak ved 3437,86 cm-1 svarer til strækningsvibrationerne for -O-H- og -N-H-grupperne. Ligeledes er toppen ved 2920,59 cm-1 et resultat af -C-H grupper. Båndene ved 1623,72 cm-1 og 1376 cm-1 kan skyldes strækningsvibrationer af C=C-grupper og tilstedeværelsen af henholdsvis C-N-lignende amin- eller C-O-lignende phenolgrupper. Bølgetallet 1382,41 kunne henføres til -CH2-gruppen. Toppunktet ved 1019,38 skyldes strækningen af C=O-grupper. Tre svage bånd ved 828,4, 671,13 og 615,95 cm-1 svarer til bøjningsvibrationer fra -O-H- og C-H-grupper. Lignende observationer blev foretaget af tidligere forskere på andre plantebaserede AgNPs . Endvidere kan disse absorbancetoppe være forbundet med talrige fytokemiske forbindelser, der er til stede i callusekstraktet af Safed musli. Til støtte for dette har en tidligere undersøgelse af Charl et al. bekræftet forekomsten af forskellige fytokonstituenter ved hjælp af gaskromatografi-massespektrometri-analyse. Samlet set viser FTIR-dataene, at Safed musli callus-ekstrakt er multifunktionelt i bioreduktionsprocessen og til stabilisering af AgNP’er.

Figur 6
FTIR-spektraldata af AgNPs produceret af callusekstrakt af Safed musli.
3.3. Vurdering af antibakteriel aktivitet

AgNPs udviser et bredt spektrum antimikrobiel aktivitet og anvendes derfor i vid udstrækning i kliniske anvendelser . Ikke desto mindre vil deres anvendelse som antimikrobielle stoffer være effektiv og kan kun anvendes, når problemerne med deres negative bivirkninger er løst . Derfor vurderede vi antimikrobielle aktiviteter af de biosyntetiserede AgNPs fra Safed musli callus-ekstrakt mod humane patogener. Det blev observeret, at AgNPs effektivt hæmmede alle de testede bakteriestammer på dosisafhængige måder (tabel 1). Interessant nok udviste AgNPs en højere hæmningszone sammenlignet med callusekstraktet. Den højeste hæmning af AgNPs blev observeret mod C. albicans ( mm) efterfulgt af B. subtilis ( mm) og E. coli ( mm) ved en koncentration på 300 μg/mL. Alle mikrober blev dog hæmmet af AgNPs ved koncentrationen 300 μg/mL. Den maksimale hæmmende aktivitet blev observeret mod B. subtilis () efterfulgt af C. albicans () og E. coli () ved 300 mg/mL koncentration af AgNPs. Tidligere har forskere foreslået nogle få mulige mekanismer for antimikrobiel virkning af plantebaserede AgNPs. Således denaturerer AgNPs mikrobernes cellevæg, destabiliserer den ydre membran, blokerer den cellulære respiration, hæmmer biosyntesen og forstyrrer protonmotivationskraften. Det er også AgNPs’ større overfladeareal/volumen-forhold, der er ansvarlig for den antimikrobielle aktivitet . Resultaterne af den aktuelle undersøgelse viser klart, at AgNPs syntetiseret fra Safed musli callus ekstrakt kan anvendes som antibakterielle midler til behandling af mange menneskelige sygdomme.

Koncentration (μg/mL)

Hæmningszone (mm)
Bacillus subtilis Staphylococcus aureus Pseudomonas aeruginosa Escherichia coli Candida albicans
B29 (MRSA) ATCC 15442 E266 90028
Callusekstrakt
100
200
300
AgNPs
100
200
300
Det forsøg omfattede DMSO (20 μL) som den negative kontrol, mens streptomycin (100 mg/mL) for bakterier og nystatin (100 mg/mL) for gær fungerede som den positive kontrol. Hver værdi repræsenterer afvigelsen (SD) af 3 gentagelser pr. behandling i 3 gentagne eksperimenter. Bemærk: “-” repræsenterer ingen observeret aktivitet, mens “MR” repræsenterer methicillinresistent.
Tabel 1
Antimikrobielle aktiviteter af Safed musli callus ekstrakt og dets biosyntetiserede AgNPs mod humane patogener.
3.4. AgNPs mod kræftceller

Der blev desuden foretaget en undersøgelse af aktiviteten af AgNPs mod kræftcellelinjen HT-29 ved hjælp af MTT-assayet. Resultaterne af undersøgelsen er repræsenteret i figur 7. Procentdelen af cellens levedygtighed faldt med øgede koncentrationer af AgNPs fra 0 til 500 μg/mL. Det tyder tydeligvis på, at AgNPs udviser dosisafhængige cellehæmmende aktiviteter. Endvidere faldt procentdelen af celleviabiliteten ved at øge eksponeringstiden fra 24 timer til 48 timer. Efter 24 timer registrerede kontrolbehandlingerne 100 % celleviabilitet, mens kun 7 % af cellerne overlevede ved 500 μg/mL AgNP’er, hvilket faldt yderligere til 2 % efter 72 timers inkubationstid. Dette indikerer en høj toksicitetseffekt af AgNPs. Selv om biosyntetiserede AgNPs udviser mindre toksicitet ved en lavere dosis, inducerer de en meget høj dødelig effekt ved højere doser. På samme måde har tidligere forskere dokumenteret den potentielle cellehæmmende virkning af plantebaserede AgNP’er på en dosisafhængig måde . IC50-værdien af AgNPs blev beregnet til 254, 216 og 174 μg/mL efter henholdsvis 24 timers, 48 timers og 72 timers behandling.

Figur 7
Cytotoksicitetsresultater af biosyntetiserede AgNPs ved hjælp af callusekstrakter af Safed musli.

I en tidligere rapport er det anført, at Safed musli callus ekstrakt besidder forskellige klasser af fytokemikalier . Således kobler phytocompound reaktive funktionelle grupper, såsom hydroxyl-, carboxyl- og aminogrupper, med sølvioner for at udvise en højere cytotoksicitet. Ligeledes er det bevist, at sølvioner sammen med reaktive funktionelle grupper interagerer kraftigt med den cellulære arkitektur for at forårsage celleskader.

Dertil kommer, at sølvioner har en stærk affinitet over for sulfhydrylgrupper i essentielle enzymer og fosforholdige baser. Derfor interagerer AgNPs effektivt med nukleinsyrer og forårsager DNA-skader ved at forstyrre den mitokondrielle respiratoriske kæde, fremme dannelsen af reaktive oxygenarter, hæmme DNA-replikation og celledeling, fremme apoptose osv. Desuden bidrager andre egenskaber ved AgNP’er som f.eks. nanoregimnatur, sfærisk form og partikeloverflade også til kræftbekæmpende egenskaber. På samme måde er det blevet rapporteret, at nanomaterialer fremstillet ved hjælp af forskellige bulkmaterialer har vist deres cellehæmmende aktiviteter over for tarmkræftceller. Specifikt blev den kræfthæmmende aktivitet hovedsageligt tilskrevet den kemiske sammensætning af planteekstrakterne og nanopartiklernes egenskaber, herunder størrelsen og de morfologiske træk ved AgNPs .

4. Konklusion

Sammenfattende beskriver denne undersøgelse en effektiv, omkostningseffektiv og miljøvenlig tilgang til biosyntese af AgNPs ved hjælp af Safed musli callus-ekstrakt. De biofabrikerede AgNPs har sfærisk form med en partikelstørrelse på mellem 35,1 og 168,0 nm. XRD-mønstret viste, at AgNP’erne forekommer i form af nanokrystaller, mens AFM-observation bekræftede AgNP’ernes sfæriske form. FTIR-spektret afslørede forekomsten af fytokemikalier i callusekstrakterne, som tilskrives biosyntesen og stabiliseringen af AgNP’erne. Endvidere tyder de biosyntetiserede AgNPs’ antimikrobielle og kræftbekæmpende aktivitet på, at de kan anvendes til fremstilling af nanodrugs til terapeutiske formål, f.eks. antimikrobielle stoffer, og til behandling af tyktarmskræft. Samlet set understøtter disse resultater klart det mangfoldige potentiale af disse phytofabrikerede AgNPs.

Datatilgængelighed

Dataene, der anvendes til at understøtte resultaterne af denne undersøgelse, er inkluderet i artiklen.

Interessekonflikter

Forfatterne erklærer, at der ikke er nogen interessekonflikter i forbindelse med offentliggørelsen af denne artikel.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.