Abstract

Met de vooruitgang van nanobiotechnologie, zijn milieuvriendelijke benaderingen van plant-gemedieerde zilveren nanomateriaal (AgNP) biosynthese aantrekkelijker geworden voor biomedische toepassingen. De huidige studie is een verslag van de biosynthese van AgNP’s met behulp van Chlorophytum borivilianum L. (Safed musli) callus extract als een nieuwe bron van reductiemiddel. AgNO3 oplossing uitgedaagd met de methanol callus extract toonde een verandering in kleur van geel naar bruin als gevolg van de bioreductie reactie. Verder werden AgNPs gekarakteriseerd met behulp van UV-zichtbare spectrofotometrie, röntgendiffractie (XRD), Atomic Force Microscopy (AFM), en Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Het UV-VIS-spectrum onthulde de oppervlakteplasmonresonantie-eigenschap van AgNPs bij ongeveer 450 nm. XRD-patroon met typische pieken gaf de face-centered cubic aard van zilver aan. AFM analyse bevestigde het bestaan van bolvormige en goed gedispergeerde AgNPs met een gemiddelde grootte van 52,0 nm. Verder bevestigde FTIR-analyse de betrokkenheid van verschillende fytoconstituenten van de callus extract rol in het proces van bioreductie tot nanodeeltjes te vormen. De AgNP’s waren efficiënter in het remmen van de geteste pathogene microben, namelijk Pseudomonas aeruginosa, Bacillus subtilis, Methicilline-resistente Escherichia coli, Staphylococcus aureus, en Candida albicans in vergelijking met het eelt-extract. De 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-difenyltetrazoliumbromide (MTT) assay bevestigde de cytotoxische eigenschap van AgNPs tegen menselijke colon adenocarcinoma cellijn (HT-29) op een dosis-afhankelijke manier. Bij hogere concentraties van 500 μg/ml AgNPs werd de levensvatbaarheid van de cellen na 24 uur met een IC50-waarde van 254 μg/ml slechts tot 7% teruggebracht. Daarom onderschrijven deze AgNPs duidelijk het veelvoudige potentieel om in de nabije toekomst in diverse biomedische toepassingen te worden gebruikt.

1. Inleiding

Als een opkomend gebied van wetenschap in de moderne wereld, heeft de nanotechnologie de mens zeer ten goede gekomen. Nanotechnologie is gericht op de productie en het gebruik van materialen met nanoschaal, met afmetingen tussen 1 en 100 nm. De unieke eigenschappen van nano-materialen maken ze aantrekkelijker voor toepassing op verschillende gebieden, met name voor het afleveren van geneesmiddelenmoleculen, beeldanalyse, als biomarker, biodetectie van macromoleculen of ziekteverwekkers, enz. Verschillende soorten metalen worden gebruikt voor de synthese van nanomaterialen voor specifieke biomedische toepassingen. Hiertoe behoren zilver (Ag), goud (Au), titaandioxide (TiO2), zinkoxide (ZnO), koperoxide (CuO), magnesiumoxide (MgO), calciumoxide (CaO), en siliciumdioxide (Si). Deze nanostructuren vertonen unieke fysisch-chemische en biologische eigenschappen, waaronder sterkte, plasticiteit, duurzaamheid en functies. Daarom worden ze op grote schaal toegepast op verschillende gebieden, waaronder elektronica, biogeneeskunde en biotechniek. Aangezien zilver antimicrobiële activiteit bezit, wordt het de laatste jaren op grote schaal gebruikt bij de bereiding van diverse antimicrobiële middelen. Tegenwoordig wordt zilver gebruikt voor de synthese van zilveren nanodeeltjes (AgNPs) voor verschillende toepassingen op het gebied van geneeskunde, voeding, gezondheidszorg, enz. Dit is te wijten aan het feit dat AgNPs met een groter oppervlak-to-volume-verhouding unieke biologische, elektrische, thermische en optische eigenschappen bezitten.

Er zijn verschillende benaderingen om AgNPs te synthetiseren, waaronder chemische, fysische en biologische methoden. Echter, de voorkeursmethode is met behulp van de biologische route die plantaardige verbindingen of plantenextracten, microben, of hun producten impliceert. Dit komt vooral door de veiligheid, de kosteneffectiviteit en de milieuvriendelijkheid. Anderzijds gaan chemische en fysische methoden gepaard met toxische chemicaliën, veel energie, grote druk en hoge temperatuur. AgNPs werden achtereenvolgens geproduceerd met behulp van verschillende plantenextracten, zoals Leptadenia reticulata , Cassia didymobotrya , Andrographis paniculata , Prunus japonica , Talinum triangulare , Euphorbia antiquorum , Thymbra spicata , en Cleome viscosa . Onlangs zijn AgNPs gesynthetiseerd uit de plant callus als een nieuwe bron. Bijvoorbeeld, de callus geïnduceerd uit Catharanthus roseus, Sesuvium portulacastrum, Taxus yunnanensis, Centella asiatica, Cucurbita maxima, enz., worden gebruikt voor de biosynthese van AgNPs. Voordeel is dat callusculturen het probleem van de schaarste aan wilde planten verminderen. Bovendien zijn callusextracten efficiënter in het produceren van meer verschillende en verspreide AgNP’s in vergelijking met die welke worden gebiosynthetiseerd met behulp van bladextracten met hogere bioactiviteit.

Chlorophytum borivilianum L. (Safed musli) is een gewaardeerde medicinale plant, die overvloedige bioactieve componenten bevat, zoals fenolen, saponinen, flavonoïden, alkaloïden, tanninen, steroïden, triterpenoïden, en vitaminen. De plant is doeltreffend bij de genezing van chronische leucorroe, diabetes, artritis, hoge bloeddruk en vertraagde menopauze. Om de problemen bij de teelt van Safed musli in het veld op te lossen, zijn benaderingen van de plantaardige weefselkweek toegepast om de bioactieve bestanddelen te verkrijgen. Safed musli callus cultuur als een betrouwbare bron voor plantaardige secundaire metabolieten is eerder bewezen door Charl et al. Verder hebben zij ook de antimicrobiële en antioxidant activiteiten van Safed musli callus extract gerapporteerd. Tot op heden is er echter geen verslag over de biosynthese van AgNP met behulp van Safed musli plant of zijn callus. Daarom rapporteert de huidige studie een biologische methode voor de synthese van AgNPs met behulp van Safed musli callus extracten om hun biologische eigenschappen te evalueren.

2. Materialen en Methoden

2.1. Voorbereiding van callusextracten van Safed Musli

Om de callusculturen van Safed musli op gang te brengen, werd de methode gevolgd die door Nakasha et al. werd uitgelegd. Kort gezegd werden scheutknoppen van Safed musli geënt op vast Murashige en Skoog medium dat 5 mg/L 2,4-dichloorfenoxy azijnzuur bevatte en gedurende 4 weken gekweekt en vervolgens geoogst. Voor de bereiding van het eeltextract werd 20 g eelt in vers gewicht samen met 100 ml methanol vermalen en gedurende ongeveer 5 minuten gekookt. Met behulp van Whatman nr. 1 filtreerpapier werd het extract gefilterd en bij 4°C bewaard. Het extract werd gebruikt voor AgNP voorbereiding binnen 1 week.

2.2. Biosynthese van AgNPs

Omstreeks 10 mL callusextract werd uitgedaagd met 90 mL van 1 mM AgNO3 (zilvernitraat) oplossing in een erlenmeyer (250 mL). Het reactiemengsel werd op kamertemperatuur gehouden op een schudapparaat (150 rpm) zonder licht. De verandering in kleur werd periodiek geregistreerd tot 5 uur, en de AgNPs werden gedurende 3 maanden bij kamertemperatuur bewaard om de stabiliteit te controleren. Het reactiemengsel werd gecentrifugeerd bij 20.000 rpm gedurende 15 min om de biogeen gesynthetiseerde AgNPs voor verdere karakterisering te concentreren.

2.3. Karakterisering van AgNPs

2.3.1. UV-Visible Spectral Analysis

De verandering in kleurvorming in het reactiemengsel werd visueel gecontroleerd. Ongeveer 2 mL van de oplossing werd periodiek verzameld na 1, 3 en 5 uur incubatie, en de reductie van zilverionen werd gemeten bij 300-600 nm UV-zichtbaar spectrum met behulp van een spectrofotometer (ELICO, India).

2.3.2. Röntgendiffractie (XRD) Analyse

Op het glasplaatje werd een enkele druppel AgNP-oplossing toegevoegd en gecoat. Het werd later geanalyseerd om de kristallijne aard van de biosynthesized nanodeeltjes vast te leggen met behulp van een röntgendiffractometer (XRD), model XRD-6000, Shimadzu, Japan, met 40 kV en 30 mA met Cu ka straling bij 2θ angel.

2.3.3. Atomic Force Microscopy (AFM)

Gebruik AFM (A.P.E. Research A100, Italië), werden AgNPs gekarakteriseerd om hun morfologische kenmerken te observeren. In eerste instantie werd de oplossing met AgNPs gesonificeerd bij kamertemperatuur gedurende 15 min met behulp van een ultrasoonapparaat. Later werd de AgNP-oplossing gedroogd om een dunne laag op een mica-gebaseerd glasplaatje te vormen, en dit werd gebruikt voor observatie onder AFM.

2.3.4. Fourier Transform Infrarood Spectroscopie (FTIR) Analyse

FTIR-analyse van biogeen gesynthetiseerde AgNPs werd uitgevoerd met behulp van een Perkin Elmer FTIR spectrum-gebruik van KBr pellet met behulp van een Shimazdu IR Prestige-21 FTIR-instrument met een diffuse reflecterende modus (DRS-8000). Alle metingen werden uitgevoerd in het bereik van 400-4000 cm-1.

2.4. Antibacteriële Activiteit Evaluatie

De biosynthesized AgNPs werden beoordeeld op hun antimicrobiële activiteit met behulp van een disc diffusie methode tegen gemeenschappelijke humane pathogene Gram-positieve bacteriestammen, Bacillus subtilis B29 (ATCC 29737), Methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) (ATCC700698) (Gram-positief), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 15442), en Escherichia coli E266 (Gram-negatief), en één schimmelsoort, Candida albicans 90028. Alle bacteriestammen werden betrokken van het Laboratorium voor Moleculaire Biomedicijnen, Instituut voor Biowetenschappen, UPM, Serdang, Maleisië. Alle bacteriestammen werden onderhouden op Mueller-Hinton Agar (MHA) media, terwijl C. albicans 90028 werd gekweekt op aardappel dextrose agar (PDA) medium. Om de antibacteriële activiteit te evalueren werd de disc diffusie assay methode gebruikt met weinig aanpassingen. Kort gezegd werd de reincultuur van elke microbe met steriele wattenstaafjes gelijkmatig op de afzonderlijke petrischaaltjes geveegd. Het kweekmedium werd geplaatst met steriele schijven (6 mm diameter) die vooraf bedekt waren met verschillende concentraties (100, 200 en 300 μg/mL) van AgNPs en het methanolische bladextract. Dimethylsulfoxide (DMSO) (10 μg/μL) en gentamycine (10 μg/disc) werden gebruikt als negatieve en positieve controles, respectievelijk, tegen alle geteste microben. Elke behandeling werd 5 keer herhaald, en het experiment werd twee keer herhaald. Alle platen werden gedurende 24 uur bij 37°C geïncubeerd, en het verschijnen van de remmingszone (mm) werd met behulp van een liniaal genoteerd.

2.5. Evaluatie van de cytotoxiciteit tegen colonkanker cellijn HT-29

We evalueerden het cytotoxische effect van mycogene AgNPs op colonkanker cellijn HT-29 zoals eerder gerapporteerd . In het kort werden de cellen gekweekt op het Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium (DMEM) met penicilline (100 U/mL), streptomycine (100 g/mL), L-glutamine (2 mM), en foetaal runderserum (10%). Ongeveer 5 × 104 cellen werden gebruikt voor de inoculatie in een putje van 96-wells-platen. Een op 37°C afgestelde CO2-incubator werd gebruikt om de cellen gedurende 48 uur te incuberen. Om de cytotoxiciteit te bestuderen, werden de cellen behandeld met gebiosynthetiseerde AgNPs (10, 20, 40, 80, 120, en 160 ug / ml) en geïncubeerd gedurende 48 uur om de celoverleving te evalueren met behulp van de 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-difenyltetrazoliumbromide (MTT) test. Eerst werd een verse MTT-oplossing (5 mg/ml) bereid, waarvan ongeveer 10 ml in elk putje werd gedoseerd. Vervolgens werd de incubatie tot 4 uur onder dezelfde omstandigheden aangehouden. Met behulp van een meercellige ELISA-plaatlezer werd de extinctie gemeten bij 570 nm. De verkregen extinctie werd omgezet in een percentage levensvatbaarheid van de cellen met de onderstaande formule:

2.6. Statistische Analyse

Alle experimenten werden driemaal herhaald en driemaal herhaald. De gegevens verkregen uit elk experiment werden weergegeven als afwijking (SD).

3. Resultaten en Discussie

3.1. Eeltvorming en synthese van AgNPs

Synthese van AgNPs via de biologische route heeft opgedaan meer belang in de afgelopen tijd vanwege het feit dat de biologische methode stabiele en uniforme AgNPs met superieure farmacologische betekenis oplevert. De huidige studie betrof het gebruik van Safed musli callus extract als een substraat om AgNPs te synthetiseren bij kamertemperatuur. In deze studie werden geel gekleurde brokkelige calli gevormd na 2 maanden werden geoogst (figuur 1).

Figuur 1

Het tonen van de callusvorming op MS-medium aangevuld met 2,4-D (5 mg / L) na 2 maanden.

Het is duidelijk dat Safed musli calli in dit stadium worden beschouwd als volgroeid en goed ontwikkeld om plantaardige secundaire metabolieten af te scheiden. Vandaar dat calli geoogst na 2 maanden werden gebruikt in het proces van de synthese van AgNPs . In het algemeen variëren de productie en de eigenschappen van nanodeeltjes afhankelijk van de bio-actieve verbindingen die voorkomen in oplosmiddelextracten van een plantensoort. Toen de AgNO3-oplossing werd uitgedaagd met het methanolische callusextract van Safed musli, was er een verandering in de kleur van geel naar lichtbruin als gevolg van de bioreductiereactie (figuur 2). Dit suggereert duidelijk de biosynthese van AgNPs, die is gecorreleerd aan de excitatie van oppervlakte plasmon resonantie trillingen in AgNPs . De kleurverandering werd onmiddellijk waargenomen binnen een uur, en de intensiteit van de kleur nam toe met de incubatietijd tot 5 uur. Echter, meer dan 5 uur incubatie toonde geen waarneembare verandering in de kleur. De kleurintensiteit nam geleidelijk toe naarmate de incubatietijd toenam en bleef het hoogst na 5 uur incubatie. Tot nu toe zijn de exacte mechanismen die betrokken zijn bij de biosynthese van AgNPs uit plantenextracten niet duidelijk begrepen. Er worden echter enkele mogelijke mechanismen voorgesteld die bij de biosynthese betrokken zouden kunnen zijn. Zo zouden de cellulaire enzymen samen met de aanwezigheid van diverse klassen fytocompounds, zoals fenolen, flavonoïden, fytosterolen, terpenoïden, organische zuren, alkaloïden en alcoholen, die in plantenextracten voorkomen, de vorming van AgNPs uit zilverionen efficiënt kunnen verminderen. Eerder hebben onderzoekers gemeld dat de incubatietijd voor het voltooien van de bioreductie van zilverionen om AgNPs te vormen varieert van de ene plantensoort tot de andere als gevolg van verschillen in het voorkomen van fytoconstituenten in de plantenextracten .

Figuur 2

Gele kleur van het Safed musli callus extract (A); transparante kleur van de AgNO3-oplossing (B), en bruine kleur van het reactiemengsel na 48 uur blootstelling aan AgNO3 wat duidt op de vorming van AgNPs (C).

3.2. Karakterisering van AgNP’s

3.2.1. UV-Visible Spectroscopy Analysis

Het gebruik van UV-zichtbare spectroscopie, XRD, AFM, en FTIR-analyse heeft de informatie met betrekking tot de grootte, vorm, dispersie, en het oppervlak van callus extract-gemedieerde AgNPs. Het UV-spectrum toonde de aanwezigheid van een scherpe absorptiepiek bij ongeveer 450 nm, wat wijst op de aanwezigheid van AgNPs (figuur 3). Volgens eerdere rapporten wijst de UV-zichtbare absorptieband tussen 425 en 460 nm op oppervlakteplasmonresonantie (SPR) van AgNP’s. Deze SPR-piek kan samen met de bioreducerende stoffen van het callusextract mogelijk betrokken zijn bij het afdekken om AgNP’s te vormen en te stabiliseren. De aanwezigheid van een brede piek kan worden gecorreleerd aan de polydispersal aard van AgNPs met sferische vorm .

Figuur 3

UV-zichtbare absorptiespectroscopie met de karakteristieke SPR piek van AgNPs.

3.2.2. XRD Analysis

De observatie van diffractiepieken van XRD analyse geeft de details over kristallijne aard en chemische samenstelling van de biosynthesized AgNPs. Het resultaat van het XRD-patroon van AgNPs gesynthetiseerd met Safed musli callus extract wordt geïllustreerd in figuur 4. De diffractie-intensiteiten van 20° tot 70° werden geregistreerd. De waargenomen pieken bij 2θ van 38,34°, 44,54° en 64,6° komen overeen met respectievelijk de (111), (200) en (220) vlakken van de face-centered cubic structuur van zilver. Deze resultaten komen overeen met de gegevens van het Joint Committee on Powder Diffraction Standards (JCPDS no. 04-0783). Ook andere kleine pieken kunnen worden gecorreleerd met de kristallijne organische verbindingen die geadsorbeerd zijn aan het AgNP-oppervlak. Vergelijkbare diffractiepatronen werden ook waargenomen door eerdere bevindingen met betrekking tot AgNPs gesynthetiseerd uit plantaardige bronnen .

Figuur 4

XRD-patroon van biosynthetische AgNPs met behulp van callus extract van Safed musli.

3.2.3. Analyse AFM

. AFM Analyse

AFM analyse werd uitgevoerd om de topologische kenmerken van biosynthesized AgNPs van callus extract van Safed musli vast te leggen. Het resultaat onthulde duidelijk dat het bestaan van bolvormig AgNPs gelijkmatig is verspreid (figuur 5). De grootte van de AgNP’s varieerde tussen 35,1 en 168,0 nm met een gemiddelde grootte van 52,0 nm. De biosynthetische AgNP’s werden gevonden met een ruwheid van 7,9 nm en een kwadratisch gemiddelde ruwheid van 14,6 nm (Figuren 5(a) en 5(b)). Deze waarnemingen zijn in bevestiging met de eerder gerapporteerde nanoregime en sferisch gevormde AgNPs biosynthetiseerd uit verschillende plantensoorten, waaronder Leptadenia reticulata, Murraya koenigii, Centella asiatica, Cleome viscosa, en Coptidis rhizoma .

(a)

(b)

(a)
(b)

Figuur 5

AFM-beelden van AgNPs biosynthesized door callus extract van Safed musli.

3.2.4. FTIR-analyse

De waarschijnlijke interactie van gebiosynthetiseerde AgNP’s en verschillende fytocomponenten die in Safed musli callusextract voorkomen, werd bepaald door middel van FTIR-analyse. Deze fytocomponenten worden geaccrediteerd om te functioneren als reducerende en stabiliserende agenten tijdens hun AgNP biosynthese. Figuur 6 toont de FTIR spectrale gegevens van gebiosynthetiseerde AgNP’s met 14 verschillende pieken in het bereik van de 4000-500 cm-1 regio. Een brede piek bij 3437.86 cm-1 komt overeen met de strekkende trillingen van -O-H en -N-H groepen. Evenzo is de piek bij 2920,59 cm-1 het resultaat van -C-H groepen. De banden bij 1623,72 cm-1 en 1376 cm-1 zouden het gevolg kunnen zijn van de strekvibraties van C=C groepen en de aanwezigheid van C-N-achtige amine of C-O-achtige fenolgroepen, respectievelijk. Het golfgetal 1382,41 zou kunnen worden toegewezen aan de -CH2 groep. De piek bij 1019,38 is te wijten aan uitrekking van C=O groepen. Drie zwakke banden bij 828,4, 671,13, en 615,95 cm-1 komen overeen met buigtrillingen van -O-H en C-H groepen. Vergelijkbare waarnemingen werden gedaan door eerdere onderzoekers op andere plantaardige AgNPs . Verder kunnen deze absorptiepieken worden onderschreven door talrijke fytochemische verbindingen die aanwezig zijn in het callusextract van Safed musli. Ter ondersteuning hiervan heeft een eerdere studie van Charl et al. het voorkomen van verschillende fytoconstituenten bevestigd met behulp van gaschromatografie-massaspectrometrie analyse. Over het geheel genomen tonen FTIR-gegevens de multifunctionaliteit van Safed musli callus extract in het proces van bioreductie, alsmede om AgNPs te stabiliseren.

Figuur 6

FTIR-spectrale gegevens van AgNP’s geproduceerd door callus extract van Safed musli.

3.3. Assessment of Antibacterial Activity

AgNPs vertonen een breed spectrum antimicrobiële activiteit en, vandaar, worden op grote schaal gebruikt in klinische toepassingen. Niettemin zal hun gebruik als antimicrobiële stoffen effectief zijn en kan alleen worden toegepast na het aanpakken van de problemen van hun nadelige bijwerkingen . Daarom hebben we de antimicrobiële activiteiten van de biosynthetische AgNPs van Safed musli callus extract tegen menselijke pathogenen beoordeeld. Er werd waargenomen dat AgNPs efficiënt alle geteste bacteriestammen remden op een dosisafhankelijke manier (tabel 1). Interessant is dat AgNPs een hogere remmingszone vertoonden in vergelijking met het callusextract. De hoogste remming van AgNPs werd waargenomen tegen C. albicans (mm), gevolgd door B. subtilis (mm) en E. coli (mm) bij een concentratie van 300 μg/mL. Alle microben werden echter door AgNPs geremd bij de concentratie van 300 μg/mL. De maximale remmende activiteit werd waargenomen tegen B. subtilis () gevolgd door C. albicans () en E. coli () bij 300 mg/mL concentratie van AgNPs. Eerder hebben onderzoekers enkele mogelijke mechanismen van antimicrobiële werking door plantaardige AgNPs gesuggereerd. Dienovereenkomstig denatureren AgNPs de celwand van microben, destabiliseren het buitenmembraan, blokkeren cellulaire ademhaling, remmen biosynthese, en verstoren proton motive force. Ook is een hogere oppervlakte-volumeverhouding van AgNPs verantwoordelijk voor de antimicrobiële activiteit. De resultaten van de huidige studie geven duidelijk aan dat AgNPs gesynthetiseerd uit Safed musli callus extract kan worden gebruikt als antibacteriële agentia voor de behandeling van vele ziekten bij de mens.

Concentratie (μg/mL) Remmingszone (mm) Bacillus subtilis Staphylococcus aureus Pseudomonas aeruginosa Escherichia coli Candida albicans B29 (MRSA) ATCC 15442 E266 90028 Callus extract 100 200 300 AgNPs 100 200 300

Het experiment omvatte DMSO (20 μL) als negatieve controle, terwijl streptomycine (100 mg/ml) voor bacteriën en nystatine (100 mg/ml) voor gist als positieve controle dienden. Elke waarde vertegenwoordigt de afwijking (SD) van 3 replicaten per behandeling in 3 herhaalde experimenten. Opmerking: “-” staat voor geen activiteit waargenomen, terwijl “MR” staat voor Methicilline-resistent.

Tabel 1

Antimicrobiële activiteiten van Safed musli callus extract en zijn biosynthesized AgNPs tegen menselijke pathogenen.

3.4. AgNPs tegen kankercellen

Daarnaast werd de activiteit van AgNPs tegen de kanker cellijn HT-29 uitgevoerd met behulp van de MTT assay. De resultaten van de studie zijn weergegeven in figuur 7. Het percentage van de levensvatbaarheid van de cellen daalde met verhoogde concentraties van AgNPs van 0 tot 500 μg/mL. Dit wijst er duidelijk op dat AgNPs dosisafhankelijke celremmende activiteiten vertonen. Verder verminderde de toename van de blootstellingstijd van 24 uur tot 48 uur het percentage levensvatbare cellen. Na 24 uur registreerden de controlebehandelingen 100% levensvatbaarheid van de cellen, terwijl slechts 7% van de cellen overleefde bij 500 μg/ml AgNPs, wat verder daalde tot 2% na 72 uur incubatietijd. Dit wijst op een hoog toxiciteitseffect van AgNPs. Hoewel biologisch gesynthetiseerde AgNP’s minder toxiciteit vertonen bij een lagere dosis, induceren ze een zeer hoog dodelijk effect bij hogere doses. Evenzo hebben eerdere onderzoekers de potentiële celremmende werking van plantaardige AgNP’s op een dosisafhankelijke manier gedocumenteerd. De IC50-waarde van AgNP’s werd berekend op 254, 216 en 174 μg/mL na respectievelijk 24 uur, 48 uur en 72 uur behandeling.

Figuur 7

Cytotoxiciteitsresultaten van biosynthetiseerde AgNP’s met behulp van callusextracten van Safed musli.

In een eerder rapport wordt gesteld dat het Safed musli callus extract verschillende klassen van fytochemicaliën bezit. Zo koppelen fytocompound reactieve functionele groepen, zoals hydroxyl-, carboxyl- en aminogroepen, met zilverionen om een hogere cytotoxiciteit te vertonen. Evenzo is bewezen dat zilverionen samen met reactieve functionele groepen krachtig interageren met de cellulaire architectuur om cellulaire schade te veroorzaken .

Bovendien, zilverionen bezitten sterke affiniteit met sulfhydrylgroepen van essentiële enzymen en fosfor-bevattende basen. Vandaar dat AgNPs effectief interageren met nucleïnezuren en DNA-schade veroorzaken via het verstoren van de mitochondriale ademhalingsketen, het stimuleren van de vorming van reactieve zuurstofspecies, het remmen van DNA-replicatie en celdeling, het bevorderen van apoptose, etc. . Bovendien dragen andere kenmerken van AgNP’s, zoals de nanoregime aard, de sferische vorm en het deeltjesoppervlak, ook bij tot de antikankereigenschappen. Evenzo is gemeld dat nanomaterialen bereid door gebruikmaking van diverse bulkmaterialen hun celremmende activiteiten tegen darmkankercellen hebben opgehelderd. Specifiek werd de antikankeractiviteit vooral toegeschreven aan de chemische samenstelling van de plantenextracten en kenmerken van nanodeeltjes, waaronder grootte en morfologische kenmerken van AgNPs .

4. Conclusie

In conclusie beschrijft deze studie een efficiënte, kosteneffectieve en milieuvriendelijke aanpak voor de biosynthese van AgNPs met behulp van het Safed musli callus extract. De biofabricated AgNPs hebben een bolvorm met een deeltjesgrootte die varieert tussen 35,1 en 168,0 nm. Het XRD-patroon stelde vast dat AgNPs voorkomen in de vorm van nanokristallen, terwijl AFM-observatie de sferische vormen van AgNPs bevestigde. Het FTIR-spectrum onthulde het voorkomen van fytochemicaliën in de callusextracten en worden toegeschreven in de biosynthese en stabilisatie van AgNPs. Verder suggereert de tentoonstelling van antimicrobiële en antikanker activiteit door de biosynthetiseerde AgNPs dat ze kunnen worden gebruikt bij de fabricage van nanodrugs voor therapeutische toepassingen, zoals antimicrobiële middelen, en voor de behandeling van dikke darmkanker. In totaal onderschrijven deze bevindingen duidelijk het veelvoudige potentieel van deze fytofabricated AgNPs.

Data Availability

De gegevens die worden gebruikt om de bevindingen van deze studie te ondersteunen, zijn opgenomen in het artikel.

Conflicts of Interest

De auteurs verklaren dat er geen belangenconflict is met betrekking tot de publicatie van dit artikel.