Abstract

A nanobiotechnológia fejlődésével a növény által közvetített ezüst nanoanyag (AgNP) bioszintézis környezetbarát megközelítései vonzóbbá váltak az orvosbiológiai alkalmazások számára. Jelen tanulmány az AgNP-k bioszintéziséről számol be a Chlorophytum borivilianum L. (Safed musli) kalluszkivonatának, mint új redukálószer-forrásnak a felhasználásával. A metanolos kalluszkivonattal kihívott AgNO3-oldat színe a bioredukciós reakciónak köszönhetően sárgáról barnára változott. A továbbiakban az AgNP-ket UV-látható spektrofotometria, röntgendiffrakció (XRD), atomerő-mikroszkópia (AFM) és Fourier-transzformációs infravörös spektroszkópia (FTIR) segítségével jellemezték. Az UV-vis spektrum kimutatta az AgNP-k felületi plazmon-rezonancia tulajdonságát 450 nm körül. Az XRD-mintázat jellegzetes csúcsokkal jelezte az ezüst arcközpontú köbös jellegét. Az AFM-elemzés megerősítette a gömb alakú és jól diszpergált AgNP-k létezését, amelyek átlagos mérete 52,0 nm volt. Továbbá az FTIR-elemzés megerősítette a kalluszkivonat különböző fitokomponenseinek szerepét a nanorészecskék képződésének bioredukciós folyamatában. Az AgNP-k a kalluszkivonathoz képest hatékonyabban gátolták a vizsgált patogén mikrobákat, nevezetesen a Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis, Methicillin-rezisztens Escherichia coli, Staphylococcus aureus és Candida albicans baktériumokat. A 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolium-bromid (MTT) vizsgálat megerősítette az AgNP-k citotoxikus tulajdonságát a humán vastagbél adenokarcinóma sejtvonallal (HT-29) szemben, dózisfüggő módon. Magasabb, 500 μg/ml AgNP-koncentráció esetén a sejtek életképessége 24 óra elteltével mindössze 7% volt, az IC50 érték 254 μg/ml volt. Ezért ezek az AgNP-k egyértelműen alátámasztják a közeljövőben a különböző orvosbiológiai alkalmazásokban való felhasználás sokrétű lehetőségét.

1. Bevezetés

A modern világ feltörekvő tudományterületeként a nanotechnológia nagy hasznára vált az embereknek. A nanotechnológia célja az 1 és 100 nm közötti nanoméretű anyagok előállítása és felhasználása . A nanoméretű anyagok egyedülálló tulajdonságai vonzóbbá teszik őket a különböző területeken történő alkalmazásra, különösen a gyógyszermolekulák szállítására, képelemzésre, biomarkerként, makromolekulák vagy kórokozók biológiai kimutatására stb. Számos fémtípust használnak nanoanyagok szintézisére a specifikus biomedicinális alkalmazásokhoz. Ezek közé tartozik az ezüst (Ag), az arany (Au), a titán-dioxid (TiO2), a cink-oxid (ZnO), a réz-oxid (CuO), a magnézium-oxid (MgO), a kalcium-oxid (CaO) és a szilícium-dioxid (Si). Ezek a nanoszerkezetek egyedülálló fizikai-kémiai és biológiai tulajdonságokkal rendelkeznek, beleértve a szilárdságot, a plaszticitást, a tartósságot és a funkciókat. Így széles körben alkalmazzák őket különböző területeken, beleértve az elektronikát, a biomedicinát és a biomérnöki tudományokat. Mivel az ezüst antimikrobiális aktivitással rendelkezik, az elmúlt néhány évben széles körben használják különböző antimikrobiális szerek előállítására. Napjainkban az ezüstöt ezüst nanorészecskék (AgNP-k) szintézisére használják különböző alkalmazásokhoz az orvostudomány, az élelmiszeripar, az egészségügy stb. területén. Ez annak köszönhető, hogy a nagyobb felület-térfogat aránnyal rendelkező AgNP-k egyedülálló biológiai, elektromos, termikus és optikai tulajdonságokkal rendelkeznek .

Az AgNP-k szintézisére számos megközelítés létezik, beleértve a kémiai, fizikai és biológiai módszereket . A preferált módszer azonban a biológiai út használata, amely növényi vegyületeket vagy növényi kivonatokat, mikrobákat vagy azok termékeit foglalja magában. Ez elsősorban a biztonságosság, a költséghatékonyság és a környezetbarát szempontok miatt van így. Másrészt a kémiai és fizikai módszerek mérgező vegyi anyagokat, sok energiát, nagy nyomást és magas hőmérsékletet igényelnek. Az AgNP-ket egymás után állították elő különböző növényi kivonatok felhasználásával, például Leptadenia reticulata , Cassia didymobotrya , Andrographis paniculata , Prunus japonica , Talinum triangulare , Euphorbia antiquorum , Thymbra spicata és Cleome viscosa . A közelmúltban új forrásként AgNP-ket szintetizálnak a növényi kalluszból. Például a Catharanthus roseus, Sesuvium portulacastrum, Taxus yunnanensis, Centella asiatica, Cucurbita maxima stb. kalluszát használják az AgNP-k bioszintézisére. Előnyös, hogy a kalluszkultúrák enyhítik a vadon élő növények forráshiányából adódó problémákat. Ezen túlmenően a kalluszkivonatok hatékonyabbak a nagyobb bioaktivitású levélkivonatok felhasználásával bioszintetizált AgNP-k előállításában, mint a nagyobb bioaktivitású levélkivonatokkal bioszintetizáltak .

A Chlorophytum borivilianum L. (Safed musli) értékes gyógynövény, amely bőséges bioaktív komponensekkel, például fenolokkal, szaponinokkal, flavonoidokkal, alkaloidokkal, tanninokkal, szteroidokkal, triterpenoidokkal és vitaminokkal rendelkezik. A növény hatékony a krónikus leukorrhoea, a cukorbetegség, az ízületi gyulladás, a magas vérnyomás és a késleltetett menopauza gyógyításában. A Safed musli szabadföldi termesztésével kapcsolatos problémák leküzdése érdekében a bioaktív vegyületek kinyerésére növényi szövettenyésztési módszereket alkalmaztak. A Safed musli kalluszkultúrát, mint a növényi másodlagos metabolitok megbízható forrását korábban Charl és társai bizonyították. Továbbá beszámoltak a Safed musli kallusz kivonatának antimikrobiális és antioxidáns hatásáról is. A mai napig azonban nincs jelentés az AgNP bioszintéziséről a Safed musli növény vagy annak kalluszának felhasználásával. Ezért a jelen tanulmány az AgNP-k szintézisének biológiai módszeréről számol be a Safed musli kalluszkivonatok felhasználásával, hogy értékelje biológiai tulajdonságaikat.

2. Anyagok és módszerek

2.1. Anyagok és módszerek

2.1. Az AgNP-k szintézisének biológiai módszere A Safed musli kalluszkivonatainak előállítása

A Safed musli kallusztenyészetének beindításához a Nakasha et al. által ismertetett módszert követtük. Röviden, a Safed musli hajtásrügyeit 5 mg/l 2,4-diklórfenoxi-ecetsavat tartalmazó szilárd Murashige és Skoog táptalajra oltották be, és 4 hétig tenyésztették, majd betakarították. A kalluszkivonat elkészítéséhez 20 g friss súlyú kalluszt 100 mL metanollal együtt ledaráltunk, és kb. 5 percig forraljuk. Az 1-es számú Whatman szűrőpapír segítségével a kivonatot leszűrtük és 4°C-on tároltuk. A kivonatot 1 héten belül felhasználtuk az AgNP előállításához.

2.2. AgNP-k bioszintézise

Nagyjából 10 mL kalluszkivonatot 90 mL 1 mM AgNO3 (ezüst-nitrát) oldattal támadtunk meg, amely egy Erlenmeyer-lombikban (250 mL) volt. A reakcióelegyet szobahőmérsékleten, fény nélkül, rázógépen (150 rpm) tartottuk. A színváltozást 5 óráig rendszeresen rögzítettük, majd az AgNP-ket 3 hónapig szobahőmérsékleten tároltuk a stabilitás ellenőrzésére. A reakcióelegyet 15 percig 20 000 rpm-en centrifugáltuk, hogy a biogén úton szintetizált AgNP-ket koncentráljuk a további jellemzéshez.

2.3. Az AgNP-k jellemzése

2.3.1. UV-vizibilis spektrális elemzés

A reakcióelegyben a színképződés változását vizuálisan követtük nyomon. Az oldatból 1, 3 és 5 óra inkubáció után időszakosan kb. 2 ml-t gyűjtöttünk, és az ezüstionok redukcióját 300-600 nm-es UV-látható spektrumon mértük spektrofotométerrel (ELICO, India).

2.3.2. Az ezüstionok redukcióját az UV-látható tartományban mértük. Röntgendiffrakciós (XRD) elemzés

Az üveglemezre egyetlen csepp AgNP-oldatot adtunk és bevontuk. Később elemeztük a bioszintetizált nanorészecskék kristályos jellegének rögzítésére röntgendiffraktométerrel (XRD), modell XRD-6000, Shimadzu, Japán, 40 kV és 30 mA, Cu ka sugárzással 2θ angyal mellett.

2.3.3. A nanorészecskék kristályos jellegének vizsgálata

2.3.3. A nanorészecskék kristályos jellegének rögzítése. Atomerő-mikroszkópia (AFM)

Az AFM (A.P.E. Research A100, Olaszország) segítségével jellemeztük az AgNP-ket, hogy megfigyeljük morfológiai jellemzőiket. Először az AgNP-ket tartalmazó oldatot szobahőmérsékleten 15 percig ultrahangos készülékkel szonikáltuk. Később az AgNP-oldatot megszárítottuk, hogy vékony réteget képezzen egy csillámalapú üveglemezen, és ezt használtuk az AFM alatti megfigyeléshez.

2.3.4. Fourier-transzformációs infravörös spektroszkópiai (FTIR) analízis

A biogenetikusan szintetizált AgNP-k FTIR analízisét Perkin Elmer FTIR spektrumot használó KBr pellet segítségével végeztük egy Shimazdu IR Prestige-21 FTIR készülékkel, diffúz reflexiós móddal (DRS-8000). Minden mérést a 400-4000 cm-1 közötti tartományban végeztünk.

2.4. Antibakteriális aktivitás értékelése

A bioszintetizált AgNP-k antimikrobiális aktivitását korongdiffúziós módszerrel vizsgáltuk gyakori humán patogén Gram-pozitív baktériumtörzsekkel szemben, Bacillus subtilis B29 (ATCC 29737), Methicillin-rezisztens Staphylococcus aureus (MRSA) (ATCC700698) (Gram-pozitív), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15442) és Escherichia coli E266 (Gram-negatív), valamint egy gombafaj, Candida albicans 90028. Valamennyi mikrobatörzset az UPM Biotudományi Intézet Molekuláris Biomedicina Laboratóriumából (UPM, Serdang, Malajzia) szereztük be. Minden baktériumtörzset Mueller-Hinton Agar (MHA) táptalajon tartottunk, míg a C. albicans 90028-t burgonya-dextróz agar (PDA) táptalajon tenyésztettük. Az antibakteriális aktivitás értékelésére kis módosításokkal a korongdiffúziós vizsgálati módszert alkalmazták. Röviden, az egyes mikrobák tiszta tenyészetét steril vattapamacs segítségével egyenletesen a különálló Petri-lemezekre tupíroztuk. A táptalajra különböző koncentrációjú (100, 200 és 300 μg/ml) AgNP-kkel és a metanolos levélkivonattal előzetesen bevont (6 mm átmérőjű) steril korongokat helyeztünk. Dimetil-szulfoxidot (DMSO) (10 μg/μL) és gentamicint (10 μg/korong) használtunk negatív, illetve pozitív kontrollként az összes vizsgált mikrobával szemben. Minden kezelést 5-ször ismételtünk, és a kísérletet kétszer ismételtük meg. Minden lemezt 37°C-on inkubáltunk 24 órán keresztül, és a gátlási zóna megjelenését (mm) vonalzó segítségével rögzítettük.

2.5. A HT-29 vastagbélrákos sejtvonallal szembeni citotoxicitás értékelése

A korábban közöltek szerint értékeltük a mikogén AgNP-k citotoxikus hatását a HT-29 vastagbélrákos sejtvonalon . Röviden, a sejteket Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (DMEM) penicillin (100 U/mL), streptomicin (100 g/mL), L-glutamin (2 mM) és magzati szarvasmarha szérum (10%) tartalmú táptalajon tenyésztettük. Körülbelül 5 × 104 sejtet használtunk a beoltáshoz 96 lyukú lemezek egy lyukába. A sejtek 48 órás inkubálására 37 °C-ra beállított CO2 inkubátorban került sor. A citotoxicitás vizsgálatához a sejteket bioszintetizált AgNP-kkel (10, 20, 40, 80, 120 és 160 μg/ml) kezeltük és 48 órán át inkubáltuk, hogy a sejtek túlélőképességét a 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazolium-bromid (MTT) teszt segítségével értékeljük. Először friss MTT-oldatot (5 mg/ml) készítettünk, és ebből körülbelül 10 ml-t adagoltunk minden egyes lyukba. A továbbiakban 4 órán át tartottuk az inkubációt azonos körülmények között. Egy multiwell ELISA lemezolvasó segítségével az abszorbanciát 570 nm-en dokumentáltuk. A kapott abszorbanciát az alábbi képlet segítségével alakítottuk át sejtéletképességi százalékra:

2.6. Statisztikai elemzés

Minden kísérletet háromszor megismételtünk és háromszor megismételtük. Az egyes kísérletekből kapott adatokat eltérésként (SD) ábrázoltuk.

3. Eredmények és megbeszélés

3.1. Eredmények és megbeszélés

3.1. Eredmények és megbeszélés. Kalluszképzés és az AgNP-k szintézise

Az AgNP-k biológiai úton történő szintézise az utóbbi időben egyre nagyobb jelentőségre tett szert, mivel a biológiai módszer stabil és egységes AgNP-ket eredményez, amelyek kiváló farmakológiai jelentőséggel bírnak . A jelen tanulmányban a Safed musli kallusz kivonatát használták szubsztrátként az AgNP-k szobahőmérsékleten történő szintéziséhez. Ebben a vizsgálatban 2 hónap után képződött sárga színű, törékeny kalluszokat takarítottunk be (1. ábra).

1. ábra

A 2,4-D-vel (5 mg/L) kiegészített MS táptalajon 2 hónap után képződött kalluszokat mutatja.

A Safed musli kalluszok ebben a szakaszban érettnek és jól fejlettnek tekinthetők a növényi másodlagos metabolitok kiválasztására. Ezért a 2 hónap elteltével betakarított calli-kat használták fel az AgNP-k szintézisének folyamatában. Általában a nanorészecskék előállítása és jellemzői a növényfajok oldószeres kivonataiban előforduló bioaktív vegyületek függvényében változnak . Amikor az AgNO3 oldatot a Safed musli metanolos kalluszkivonatával támadták meg, a szín a bioredukciós reakció következtében sárgáról világosbarnára változott (2. ábra). Ez egyértelműen az AgNP-k bioszintézisére utal, ami összefügg a felületi plazmon rezonancia rezgések gerjesztésével az AgNP-kben . A színváltozás egy órán belül azonnal megfigyelhető volt, és a szín intenzitása az inkubációs idővel 5 óráig növekedett. Az 5 óránál hosszabb inkubáció azonban nem mutatott megfigyelhető színváltozást. A szín intenzitása fokozatosan nőtt az inkubációs idő növekedésével, és 5 óra inkubáció után maradt a legmagasabb. Mindezidáig az AgNP-k növényi kivonatokból történő bioszintézisének pontos mechanizmusai nem ismertek egyértelműen. Azonban néhány lehetséges mechanizmust javasolnak, amelyek részt vehetnek a bioszintézisben. Eszerint a sejt enzimek, valamint a növényi kivonatokban előforduló különböző osztályú fitovegyületek, például fenolok, flavonoidok, fitoszterolok, terpenoidok, szerves savak, alkaloidok és alkoholok előfordulása hatékonyan csökkenthetik az AgNP-k ezüstionokból történő képződését. Korábban a kutatók arról számoltak be, hogy az inkubációs időtartam az ezüstionok biológiai redukciójának befejezéséhez az AgNP-k kialakításához az egyes növényfajoktól függően változik a növényi kivonatokban lévő fitokomponensek előfordulásának különbségei miatt .

2. ábra

A Safed musli kallusz kivonat sárga színe (A); az AgNO3 oldat átlátszó színe (B), és a reakcióelegy barna színe 48 óra AgNO3 expozíció után, ami az AgNP-k képződését jelzi (C).

3.2. Az AgNP-k jellemzése

3.2.1. UV-látható spektroszkópiai elemzés

A kalluszkivonatból előállított AgNP-k méretével, alakjával, diszperziójával és felületével kapcsolatos információkat az UV-látható spektroszkópia, az XRD, az AFM és az FTIR elemzés alkalmazása szolgáltatta. Az UV spektrum egy éles abszorbanciacsúcs jelenlétét mutatta 450 nm körül, ami az AgNP-k előfordulására utal (3. ábra). Korábbi jelentések szerint a 425 és 460 nm közötti UV-látható abszorpciós sáv az AgNP-k felületi plazmon-rezonanciáját (SPR) jelzi. Ez az SPR-csúcs a kalluszkivonat bioredukáló ágenseivel együtt valószínűleg részt vesz a fedésben az AgNP-k kialakulása és stabilizálása érdekében. A széles csúcs jelenléte összefüggésbe hozható a gömb alakú AgNP-k polidiszperz természetével .

3. ábra

UV-látható abszorpciós spektroszkópia, amely az AgNP-k jellegzetes SPR csúcsát mutatja.

3.2.2. Az AgNP-k jellemző SPR-csúcsa. XRD-elemzés

Az XRD-elemzés diffrakciós csúcsainak megfigyelése részletesen tájékoztat a bioszintetizált AgNP-k kristályos természetéről és kémiai összetételéről. A Safed musli kallusz kivonat felhasználásával szintetizált AgNP-k XRD mintázatának eredményét a 4. ábra szemlélteti. A diffrakciós intenzitásokat 20°-tól 70°-ig rögzítettük. A 38,34°, 44,54° és 64,6° 2θ-nál megfigyelt csúcsok az ezüst arcközpontú köbös szerkezetének (111), (200) és (220) síkjainak felelnek meg. Ezek az eredmények hasonlóak a Joint Committee on Powder Diffraction Standards (JCPDS no. 04-0783) adataihoz. Hasonlóképpen, a megfigyelt egyéb kisebb csúcsok az AgNP felületén adszorbeálódott kristályos szerves vegyületekkel hozhatók összefüggésbe. Hasonló diffrakciós mintázatokat figyeltek meg a növényi forrásokból szintetizált AgNP-kkel kapcsolatos korábbi eredmények is .

4. ábra

A Safed musli kalluszkivonatával bioszintetizált AgNP-k XRD mintázata.

3.2.3. A növényi forrásokból szintetizált AgNP-kkel kapcsolatos korábbi eredmények. AFM-elemzés

AFM-elemzést végeztünk a Safed musli kalluszkivonatából bioszintetizált AgNP-k topológiai jellemzőinek rögzítésére. Az eredmény nyilvánvalóan feltárta, hogy a gömb alakú AgNP-k egyenletesen eloszlanak (5. ábra). Az AgNP-k mérete 35,1 és 168,0 nm között mozgott, átlagos mérete 52,0 nm volt. A bioszintetizált AgNP-k 7,9 nm-es érdességgel és 14,6 nm-es négyzetgyökér-érdességgel rendelkeztek (5(a) és 5(b) ábra). Ezek a megfigyelések megerősítik a korábban bejelentett, különböző növényfajokból, többek között a Leptadenia reticulata, Murraya koenigii, Centella asiatica, Cleome viscosa és Coptidis rhizoma növényekből bioszintetizált nanoregime és gömb alakú AgNP-ket.

(a)

(b)

(a)
(b)

5. ábra

AFM képek a Safed musli kalluszkivonattal bioszintetizált AgNP-kről.

3.2.4. FTIR-elemzés

A bioszintetizált AgNP-k és a Safed musli kalluszkivonatában előforduló különböző fitovegyületek valószínű kölcsönhatását FTIR-elemzéssel határoztuk meg. Ezek a fitokomponensek az AgNP bioszintézisük során redukáló és stabilizáló ágensként működnek . A 6. ábra a bioszintetizált AgNP-k FTIR spektrális adatait mutatja be 14 különálló csúccsal a 4000-500 cm-1 tartományban. A 3437,86 cm-1 -nél lévő széles csúcs a -O-H és -N-H csoportok nyújtási rezgéseinek felel meg. Hasonlóképpen, a 2920,59 cm-1 -nél lévő csúcs a -C-H csoportok eredménye. Az 1623,72 cm-1 és 1376 cm-1 sávok a C=C csoportok nyújtási rezgéseinek, illetve a C-N-szerű amin, illetve C-O-szerű fenolcsoportok jelenlétének köszönhetők. Az 1382,41-es hullámszám a -CH2 csoporthoz rendelhető. Az 1019,38-as csúcs a C=O csoportok nyúlásának köszönhető. A 828,4, 671,13 és 615,95 cm-1 -nél lévő három gyenge sáv a -O-H és C-H csoportok hajlító rezgéseinek felel meg. Hasonló megfigyeléseket tettek korábbi kutatók más növényi alapú AgNP-ken is. Továbbá ezek az abszorbanciacsúcsok a Safed musli kalluszkivonatában jelen lévő számos fitokémiai vegyületnek tulajdoníthatók. Ennek alátámasztására Charl et al. korábbi tanulmánya megerősítette a különböző fitokomponensek előfordulását gázkromatográfiás-tömegspektrometriai elemzéssel. Összességében az FTIR-adatok a Safed musli kalluszkivonatának multifunkcionalitását mutatják a bioredukció folyamatában, valamint az AgNP-k stabilizálásában.

6. ábra

FTIR spektrális adatok a Safed musli kalluszkivonatával előállított AgNP-kről.

3.3. Az AgNP-k spektrális adatai. Az antibakteriális aktivitás értékelése

Az AgNP-k széles spektrumú antimikrobiális aktivitást mutatnak, ezért széles körben alkalmazzák őket klinikai alkalmazásokban . Mindazonáltal antimikrobás szerekként való alkalmazásuk csak akkor lesz hatékony és alkalmazható, ha kezelik a káros mellékhatásaik problémáit . Ezért értékeltük a Safed musli kallusz kivonatából bioszintetizált AgNP-k antimikrobiális aktivitását az emberi kórokozókkal szemben. Megfigyeltük, hogy az AgNP-k dózisfüggő módon hatékonyan gátolták az összes vizsgált baktériumtörzset (1. táblázat). Érdekes módon az AgNP-k nagyobb gátlási zónát mutattak a kalluszkivonathoz képest. Az AgNP-k legnagyobb gátlását a C. albicans ( mm), majd a B. subtilis ( mm) és az E. coli ( mm) ellen figyelték meg 300 μg/ml koncentrációban. A 300 μg/ml koncentrációban azonban minden mikrobát gátoltak az AgNP-k. A maximális gátló hatás a B. subtilis () ellen volt megfigyelhető, amelyet a C. albicans () és az E. coli () követett az AgNP-k 300 mg/ml koncentrációjánál. Korábban a kutatók a növényi alapú AgNP-k antimikrobiális hatásának néhány lehetséges mechanizmusát javasolták. Eszerint az AgNP-k denaturálják a mikrobák sejtfalát, destabilizálják a külső membránt, blokkolják a sejtlégzést, gátolják a bioszintézist és megzavarják a protonmozgató erőt. Az AgNP-k nagyobb felület-térfogat aránya is felelős az antimikrobiális aktivitásért . A jelenlegi tanulmány eredményei egyértelműen jelzik, hogy a Safed musli kallusz kivonatából szintetizált AgNP-ket antibakteriális hatóanyagként lehetne használni számos emberi betegség kezelésére.

3.4. táblázat. AgNP-k rákos sejtek ellen

Az AgNP-k aktivitását a HT-29 rákos sejtvonallal szemben az MTT-teszt segítségével végeztük el. A vizsgálat eredményeit a 7. ábra mutatja be. A sejtek életképességének százalékos aránya csökkent az AgNP-k koncentrációjának növelésével 0 és 500 μg/ml között. Ez nyilvánvalóan arra utal, hogy az AgNP-k dózisfüggő sejtgátló hatást mutatnak. Továbbá, az expozíciós idő növelése 24 óráról 48 órára csökkentette a sejtek életképességének százalékos arányát. 24 óra elteltével a kontroll kezelések 100%-os sejtéletképességet mutattak, míg 500 μg/ml AgNP-k esetén a sejteknek csak 7%-a maradt életben, ami 72 óra inkubációs idő után tovább csökkent 2%-ra. Ez az AgNP-k magas toxicitási hatását jelzi. Bár a bioszintetizált AgNP-k kisebb dózisban kisebb toxicitást mutatnak, nagyobb dózisban nagyon magas letális hatást váltanak ki. Hasonlóképpen, korábbi kutatók is dokumentálták a növényi eredetű AgNP-k potenciális sejtgátló hatását dózisfüggő módon . Az AgNP-k IC50 értékét 24 órás, 48 órás és 72 órás kezelés után 254, 216 és 174 μg/ml-nek számították.

7. ábra

A bioszintetizált AgNP-k citotoxicitási eredményei a Safed musli kalluszkivonatok felhasználásával.

Egy korábbi jelentésben megállapították, hogy a Safed musli kallusz kivonata különböző osztályú fitokémiai anyagokkal rendelkezik. Így a fitovegyületek reaktív funkcionális csoportjai, mint például a hidroxil-, karboxil- és aminocsoportok, ezüstionokkal párosulva nagyobb citotoxicitást mutatnak. Hasonlóképpen bizonyított, hogy az ezüstionok a reaktív funkcionális csoportokkal együtt erőteljes kölcsönhatásba lépnek a sejtarchitektúrával, hogy sejtkárosodást okozzanak .

Az ezüstionok emellett erős affinitással rendelkeznek az alapvető enzimek szulfhidrilcsoportjai és a foszfortartalmú bázisok iránt. Ezért az AgNP-k hatékonyan kölcsönhatásba lépnek a nukleinsavakkal, és a mitokondriális légzési lánc megszakításával, a reaktív oxigénfajok képződésének ösztönzésével, a DNS-replikáció és a sejtosztódás gátlásával, az apoptózis elősegítésével stb. DNS-károsodást okoznak. Ezenkívül az AgNP-k egyéb jellemzői, mint például a nanoregime jellege, gömb alakja és a részecskék felülete is hozzájárulnak a rákellenes tulajdonságokhoz. Hasonlóképpen arról számoltak be, hogy a különböző ömlesztett anyagok felhasználásával előállított nanoanyagok sejtgátló hatásait a vastagbélrákos sejtekkel szemben tisztázták. Konkrétan a rákellenes aktivitást elsősorban a növényi kivonatok kémiai összetételének és a nanorészecskék jellemzőinek tulajdonították, beleértve az AgNP-k méretét és morfológiai jellemzőit .

4. Következtetés

Ez a tanulmány egy hatékony, költséghatékony és környezetbarát megközelítést ír le az AgNP-k bioszintézisére a Safed musli kallusz kivonat felhasználásával. A biológiailag előállított AgNP-k gömb alakúak, 35,1 és 168,0 nm közötti részecskemérettel rendelkeznek. Az XRD-mintázat megállapította, hogy az AgNP-k nanokristályok formájában fordulnak elő, míg az AFM-megfigyelés megerősítette az AgNP-k gömb alakját. Az FTIR spektrum kimutatta a fitokémiai anyagok előfordulását a kalluszkivonatokban, és az AgNP-k bioszintézisében és stabilizálásában játszanak szerepet. Továbbá, a bioszintetizált AgNP-k antimikrobiális és rákellenes aktivitása azt sugallja, hogy felhasználhatók terápiás célú nanogyógyszerek, például antimikrobiális szerek előállítására és a vastagbélrák kezelésére. Összességében ezek az eredmények egyértelműen alátámasztják ezeknek a fitofabrikált AgNP-knek a sokrétű potenciálját.

Adatok elérhetősége

A tanulmány eredményeinek alátámasztására használt adatokat a cikk tartalmazza.

Érdekütközés

A szerzők kijelentik, hogy nincs érdekellentét a cikk publikálásával kapcsolatban.

Érdekütközés

A szerzők kijelentik, hogy nincs érdekütközés a cikk közzétételével kapcsolatban.