JNM 《纳米材料 1687 - 4129 1687 - 4110 Hindawi 10.1155 / 2021/2270472 2270472 研究文章 环保/快速合成银纳米粒子使用提取菊芋中浪费的部分( Cynara scolymusl .)和评估他们的细胞毒性和抗菌活性 Baran Ayşe 1 Baran 穆罕默德Fırat 2 https://orcid.org/0000 - 0003 - 3758 - 0654 Keskin Cumali 2 Kandemir Sevgi Irtegun 3 Valiyeva Mahbuba 4 Mehraliyeva Sevil 4 https://orcid.org/0000 - 0002 - 8684 - 1390 Khalilov Rovshan 5 6 7 https://orcid.org/0000 - 0003 - 0274 - 4479 Eftekhari 阿齐兹 7 8 Rajeshkumar Shanmugam 1 生物学系 研究生教育学院 马尔丁省Artuklu大学 马尔丁省 土耳其 artuklu.edu.tr 2 医学实验室技术 高职学院的医疗研究 马尔丁省Artuklu大学 马尔丁省 土耳其 artuklu.edu.tr 3 医学生物学系 医学院 蒂格里斯大学 迪亚巴克尔 土耳其 dicle.edu.tr 4 制药技术和管理 阿塞拜疆医科大学 巴库 阿塞拜疆 amu.edu.az 5 生物物理学和生物化学 巴库州立大学 巴库 阿塞拜疆 bsu.edu.az 6 研究所的辐射问题 国家科学院的阿塞拜疆 巴库 阿塞拜疆 7 生物学和化学部门 Drohobych伊凡Franko州立师范大学 Drohobych 乌克兰 8 毒理学和药理学部门 Maragheh大学医学科学 Maragheh 伊朗 mrgums.ac.ir 2021年 14 9 2021年 2021年 5 8 2021年 18 8 2021年 1 9 2021年 14 9 2021年 2021年 版权©2021 Ayşe Baran et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

回收废物,并提供其使用在有用的领域每天都吸引眼球。在我们的研究中,提取准备的部分 Cynara scolymusl .(洋蓟)植物不适合人类食用,银纳米粒子很容易合成ec-friendly,无能量的方式。获得纳米粒子的表征了紫外可见分光光度计(紫外可见),傅里叶变换红外光谱(FTIR)、x射线衍射衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM),电动电势分析数据。在这些数据,确定AgNPs最大吸收波长为458.8纳米,晶体纳米尺寸为28.78 nm,球形外观。的电动电势(-)16.9 mV表明,银纳米粒子表现出稳定的结构。粒子显示抗菌对病原物种浓度的0.03 - -0.25的影响 μg / ml,取决于使用的最低抑制浓度(MIC)采用的方法。通过检查他们的细胞毒性影响U118、CaCo-2 Skov-3癌症细胞系MTT法和健康的HDF细胞系,对生存测定浓度的抑制的影响。

 1。介绍

金属纳米颗粒是有价值的材料的广泛使用。纳米粒子如银(Ag)、金(Au)、铁(Fe)和锌(锌)是其中的一些。有不同的方法,如热处理、光化学和化学过程获得他们( 1]。虽然这些方法的应用阶段困难,他们也带来高成本。另一个缺点是它含有有毒化学物质。对这些方法,金属纳米颗粒的合成与环保的生物方法最近[引起了相当大的关注 2]。

银纳米粒子(AgNPs)是用在许多不同的领域,如医学( 3],生物修复研究[ 4),催化应用( 5)、食品( 6),化妆品行业 7),农业生产活动( 8),和电子产品( 9]。生物资源,如藻类( 10)、细菌( 11)、真菌( 12)和植物( 13)用于AgNPs的合成生物学方法。其中,植物来源的使用,与其他生物相比,获得更大数量的纳米粒子,获得更稳定的粒子( 14),更简单、更经济的应用程序的步骤( 15)增加了对这一领域的偏好。植物的叶子( 16)、水果( 17),根 18)、花( 19),和植物的地上部分 20.用于合成AgNPs)结构。

生物活性成分如醇、黄酮类、酚类和萜类化合物中发现的植物来源的结构形式AgNPs通过减少Ag) +离子溶液结构前形式( 21]。

Cynarascolymus L。(洋蓟)是一种草本植物栽培在地中海地区自古以来。今天,人们普遍培养在世界的许多地方。叶包含咖啡因奎尼酸衍生品、类黄酮、内酯、单宁和菊粉。它可以防止脂质过氧化在洋蓟茶多酚和黄酮类物质含量。众所周知,这种效果是由于强大的抗氧化剂,如cynarin和水飞蓟素( 22]。头部分是受欢迎的蔬菜。它被制作沙拉,果酱,和罐头食品 23]。它创造了大量的废物,除了消耗的部分。

本研究旨在合成和表征AgNPs通过使用获得的提取与洋蓟的部分浪费国家经济和简单,eco-riendly方法,并检查他们的抗菌和细胞毒性的活动。

 2。材料和方法 2.1。植物材料

洋蓟( Cynarascolymus)是一种多年生草本植物,属于紫色的花 菊科(菊科)的家庭。洋蓟,富含抗氧化剂,常生长在地中海国家。为研究材料,洋蓟的部分被使用(作为食物消费的水果不 23]。

 2.2。仪器

分别分析了使用PerkinElmer一紫外可见分光光度计(紫外可见),Rad B-DMAX II计算机控制的x射线衍射仪(XRD), EVO 40 LEQ扫描电子显微镜(SEM),和Jeol Jem 1010透射电子显微镜(TEM), RadB-DMAX II计算机控制能量色散x射线衍射(EDX)和莫尔文泽塔潜在的设备被用来确定形成,存在,晶体结构,尺寸,外观形态,AgNPs的表面结构。此外,PerkinElmer一个傅里叶变换红外光谱(FTIR)设备被用来评估提取生物活性组织参与减少。排开FC 5706模型冷冻离心机(6000 rpm)是用于分离提取的AgNPs最后合成。

AgNO Sigma-Aldrich品牌固体化合物形式的% 98.83(硝酸银)使用。商业购买万古霉素、粘菌素和氟康唑被用作标准的抗生素。

 2.3。植物提取物和解决方案准备

可食用的部分3公斤洋蓟水果大约是500克。其余处于浪费状态是不消耗。后重200 g的部分被丢弃,他们切成小块,房间条件下干用作材料。它经历了一系列的洗涤过程净化物质残留。提取过程在室温下进行了使用加热磁力搅拌器(150 rpm)。在提取过程中,混合后达到沸点时,这是留给煮5分钟。然后,它在房间temperatureand然后冷却提取并使用绘画纸没有残留是分开的。1滤纸。获得的提取是准备用于合成。

溶液的浓度20毫米(毫克分子)从AgNO准备3盐。

 2.4。AgNPs的合成和表征

500毫升的植物提取物和20毫米AgNO3解决方案被转移到2000毫升玻璃烧瓶。这是在一个稳定的表面后在室温条件下简单的混合。根据时间的观察。采集标本根据颜色变化,波长和吸光度测量是在紫外可见分光光度计。

检测的形成和存在AgNP分析、紫外可见分光光度计的使用。官能团参与减少的生物活性成分与红外光谱分析数据进行评估。高速离心机用于分离AgNPs后从液相合成。反应完成后,黑暗的解决方案是在6000 rpm离心机25分钟。离心过程重复了几次通过添加蒸馏水。然后,将粒子从残留在80°C晾干。干和粉材料用于红外光谱分析。XRD分析结果检查来确定晶体的大小和结构。SEM、TEM和EDX数据进行评估,以确定形态结构和元素组成内容。电动电势分析结果研究了纳米粒子的表面分析和确定电荷分布。

 2.5。抗菌活性测定使用的最低抑制浓度(MIC)采用的方法

写明ATCC 25923金黄色葡萄球菌(S.aureus)、大肠杆菌(大肠杆菌)ATCC25922菌株, 白色念珠菌(C.albicans)临床分离得到İnonu大学医学院医院微生物实验室,和 枯草芽孢杆菌(枯草芽孢杆菌)写明ATCC 11774和 铜绿假单胞菌( 铜绿假单胞菌) ATCC27853得到从Artuklu大学微生物学研究实验室。

革兰氏阳性( 金黄色葡萄球菌和 枯草芽孢杆菌)和革兰氏阴性( 铜绿假单胞菌和 大肠杆菌在营养琼脂培养基)细菌接种。 白念珠菌酵母接种在sabouraud葡萄糖琼脂培养基,生长在烤箱在一夜之间37°C。增长控制后第二天,微生物悬浮液准备根据麦克法兰标准0.5 [ 24)(殖民地 1。5 × 10 8 单位(CFU)毫升−1)浓度的微生物生长板的固体形式。

穆勒辛顿汤(细菌),RPMI(罗斯威尔公园纪念研究所)肉汤酵母,在浓度为20和AgNP解决方案准备 μ克/毫升−1添加到96微型板块。一系列的稀释了第一个,然后其他井。然后,悬架准备每个微生物添加到每个稀释。

比较AgNPs的影响,同一个应用程序的步骤重复使用万古霉素对革兰氏阳性菌株,粘菌素对革兰氏阴性,最后氟康唑抗生素的酵母 白念珠菌。微型板块被允许增长37°C 24小时。的最后时期,之前的浓度增长的好开始确定的最低抑制浓度。

 2.6。AgNPs分析的细胞毒性的影响

细胞毒性效应应用在蒂格里斯大学科学研究中心与人类皮肤成纤维细胞细胞培养实验室(HDF)、胶质母细胞瘤(U118),人类大肠癌腺癌(CaCo-2),卵巢肉瘤(Skov-3)从美国获得细胞类型文化集合(写明ATCC)。

3细胞培养用于杜尔贝科修改鹰的介质(DMEM) 75 t-flasks,包括10%的边后卫,100 U /毫升penicillin-streptomycin (Penstrep)、谷酰胺和2毫米。在肉瘤(Skov-3)细胞培养在罗斯威尔公园纪念研究所(RPMI) 75 t-flasks包括% 10的边后卫和100 U /毫升penstrep。

培养的玻璃瓶被孵化在37°C, 5%的股份有限公司2、95%的空气和湿度条件。后细胞达到大约80% hemocytometermeasurement汇合,他们悬浮在不同浓度时,转移到96微型板块,一夜孵化。第二天,细胞治疗与纳米粒子浓度的200 μg / ml, 100 μ50 g / ml, μ25克/毫升, μg / ml, 48小时孵化。等待后,MTT的解决方案是添加到板井,3小时的孵化,然后添加DMSO溶液,在室温下15分钟。微型板块在540纳米波长的吸光度测量使用多ScanGo,热的乐器。

使用这些吸光度值的百分比浓度的可行性AgNPs是抑制细胞计算: % 生存能力 = U / C × One hundred. ( 25, 26]。

你定义了吸光度的细胞治疗AgNPs, C定义控制细胞的吸光度值。

 3所示。结果和讨论 3.1。紫外可见。分光光度计的数据

颜色从黄色转变为深棕色观察混合后一小时AgNO植物提取物和20毫米3解决方案( 2]。这种颜色变化是减少造成的Ag) +离子前而改变AgNPs和振动的发生(SPR)等离子体表面 27, 28]。紫外线vis.设备数据的样本关于颜色变化,最大吸光度值被发现在458.8纳米波长(图 1)。它指的是样本每两分钟在紫外可见分光光度计。

紫外可见显示的形成和存在AgNPs:分光光度计数据。

这些山峰代表样本在不同时间的最大吸收。

颜色变化的结果和最大吸收波长的数据显示的形成和存在AgNPs在深色的液体 24, 29日]。

在综合研究利用植物提取物,最大吸收波长460 nm的结果( 30.和453海里 9与AgNPs的存在有关。

 3.2。红外光谱分析数据

所涉及的官能团减少评估通过观察红外光谱结果。频率的变化发生在3336.99 - -3324.35厘米1,1635.26 - -1635.31厘米1,2114.04 - -2121.27厘米1。这些频率的变化表明,-哦(羟基)组 15),h组胺( 31日炔烃],C≡C组( 32)官能团参与减少(图 2)。

(一)提取的红外光谱 Cynara scolymusl和(b)中发挥作用的官能团减少AgNPs的形成。

 3.3。XRD分析数据

在2 θXRD结果,发现银的晶体结构是立方,,属于111年的峰值°,200年°,220年°,311°( 33]。这些山峰的值被解读为32.16,46.10,64.44,和76.68,分别(图 3)。

x射线衍射数据的水晶AgNPs模式。

使用高峰值,根据粉末晶体纳米计算方程( D = K λ / β 因为 θ )[ 33]。

符号的含义在这个方程 D 颗粒大小, K 是恒定值(0.90),x射线波长 λ值(1.5418), β的价值达到最大高度(应用),和布拉格 θ角的高峰。结果的计算,得出的结论是,它有一个水晶28.78纳米的纳米尺寸。在其他的研究计算AgNPs使用粉末的晶体纳米方程,35 nm ( 18)和40 nm ( 34)晶体纳米尺寸计算。

 3.4。SEM、TEM和EDX分析数据

SEM、TEM和EDX分析数据被用来确定AgNPs的形态结构和元素成分合成(图后获得 4)。是决定了AgNPs球形视图中( 34, 35]。强劲的山峰的银EDX数据表明,元素组成在很大程度上是银含量和AgNPs[的存在 36]。弱C和阿峰是由于污染从提取 37)(图 4)。

AgNPs形态学图像和元素组成:(一)SEM, TEM图像(b)和(c) EDX剖面元素。

 3.5。电动电势的AgNPs

在电动电势分析确定AgNPs的表面电荷,这是检查了AgNPs是否消极或带正电荷。见图 5的ζ电位AgNPs获得被测量为-16.9 mV。当AgNPs在积极和消极指控,他们显示集群和凝结特性( 26]。(-)16.9 mV价值我们获得表明AgNPs只有负电荷,表现出一种稳定结构。因为我们合成的银纳米粒子是植物起源、自然-电动电势。我们认为这是由于植物结构的带负电荷的结构。只有一个负电荷表明没有集群和凝结( 38]。这些消极的指控可能是由于提取。的ζ电位AgNPs被发现是-14 mV 25)和-19 mV ( 26)的研究。在综合研究中,电动电势值为+ 5.68 mV被发现,据报道,AgNPs展览集群和凝结字符( 2]。

泽塔潜在AgNPs表面电荷分布的数据。

 3.6。评价抗菌AgNPs活动

当我们评估AgNPs的活动时,我们获得病原体种类,确定浓度的0.12和0.25 μ在革兰氏阳性g / ml,有效 美国aure美国和 B.subtilis细菌,分别。我们确定,0.07和0.13的浓度 μg / ml是有效的 铜绿假单胞菌和 大肠杆菌在革兰氏阴性菌,分别。AgNPs是有效的最低浓度的浓度0.03 μ白念珠菌酵母g / ml。当我们将AgNPs取得的效果与硝酸银溶液和抗生素,我们得出的结论是,他们有效地对这些低浓度组(图 6和表 1)。

麦克风的价值观AgNPs、硝酸银溶液和抗生素对病原微生物的生长。

MIC值AgNPs,硝酸银,抗生素是有效的抗菌活性。

生物测试 AgNPs μ克/毫升 硝酸银 μ克/毫升 抗生素 μ克/毫升
金黄色葡萄球菌写明ATCC 29213 0.12 2.65 2
枯草芽孢杆菌写明ATCC 11773 0.25 1.32 1
大肠杆菌ATCC25922 0.13 0.66 2
铜绿假单胞菌ATCC27833 0.07 1.32 4
白念珠菌 0.03 0.66 2

溶液中的银离子电离结构和展示高水平的反应。积极的银离子与带负电荷的微生物的细胞膜静电吸引力。这种交互之后,他们引起活性氧簇(ROS)的增加。与活性氧的增加,细胞壁结构破坏。细胞膜和细胞核的功能膜受损,发生结构性的变化。的功能结构如DNA、RNA和蛋白质合成,这些物种是中断的亲和力。细胞死亡与细胞发生破坏( 39- - - - - - 42]。

当我们检查一些AgNPs的抗菌效果的研究,发现了AgNPs得到使用的植物提取物 黄连木维拉L。观察,它是有效的 金黄色葡萄球菌, 大肠杆菌,和 白念珠菌物种浓度的0.04、0.66和0.16 μg / ml,分别 15]。在一项研究中,旨在获得AgNPs大小不同,它是确定那些5 nm大小是有效的 枯草芽孢杆菌,金黄色葡萄球菌,和 大肠杆菌浓度为0.8 6 μ克/毫升( 43]。在另一项研究中,它是强调AgNPs有效30 μ克/毫升浓度 P.aeruginosa( 24]。

在不同的菌株AgNPs可能显示不同的效果。影响他们的活动的因素之一,特征如浓度、大小、形状、微生物墙结构,温度,pH值发挥决定性的作用[ 42, 44]。

 3.7。细胞毒性AgNPs活动

的细胞毒性数据活动AgNPs我们获得U118 HDF, CaCo-2, Skov-3细胞系呈现在图 7和表 2。44.76%被认为在HDF细胞浓度的可行性25 μ克/毫升。U118和Skov-3细胞株,生存能力确定58.98%和74.55%的浓度25 μ分别g / ml。的浓度为25 μg / ml U118和CaCo-2细胞株是有毒的。的百分比的增加生存能力与浓度的AgNPs U118细胞系是由于癌细胞的增殖特性( 45]。

可行性的HDF, U118、CaCo-2 Skov-3细胞系与AgNPs后48小时交互。

Viability-suppressing浓度对AgNPs HDF, U118 CaCo-2, Skov-3细胞系。

细胞系 25 μ克/毫升 50 μ克/毫升 One hundred. μ克/毫升 200年 μ克/毫升
HDF 44.76 21.52 8.61 10.44
U118 58.98 62.65 63.52 64.70
CaCo-2 55.64 33.37 20.624 22.50
Skov-3 74.15 73.62 65.57 24.25

AgNPs表现出强烈的氧化性能。Ag) +表单的发布可能诱发免疫,细胞毒性,生物环境和基因毒性反应;因此,重视检查它的影响( 46]。AgNPs解决在不同的细胞。这些斑点是细胞膜、细胞核和线粒体。AgNPs显示毒性诱导细胞凋亡与ROS增加( 45, 47]。

AgNPs细胞系细胞毒性研究,它是确定CaCo-2细胞为3.75 μ克/毫升( 469.4)和Skov-3细胞 μ克/毫升( 25有毒性作用。在HDF细胞系,研究指出,100的浓度 μ克/毫升(有不良影响 48]。

几个参数可以对纳米材料的毒性有显著影响。有些是浓度,曝光时间,费用,表面的化学组成、沉积,形状和大小( 41]。

不同的细胞毒性的浓度AgNPs我们获得所有这些研究,也许因为AgNPs合成来自不同来源,不同大小和形态结构。

 4所示。结论

洋蓟( Cynara scolymus不能使用l .)是一种植物,除了食用并生成大量农业废弃物的一部分。我们用一个简单的合成AgNPs、经济和环保的方法提取我们准备从这些部分将这些废物转换成人类生活有用的领域。我们用紫外吸收特征AgNPs获得。,FTIR, SEM, TEM, EDX, XRD, and zeta potential analysis data. According to the results of the XRD analysis, the average nanosize was calculated to be 28.78 nm. As can be seen from the SEM images, it was determined that the silver nanoparticles were spherical, and the AgNPs averaged 10.59 in the TEM analysis. It was determined that AgNPs showed antimicrobial effects at low concentrations such as 0.03-0.25  μ克/毫升。重要的是检查和确定AgNPs的毒性作用的抗癌和抗菌药物药使用。细胞毒性的影响AgNPs U118, HDF,检查CaCo-2, Skov-3细胞系。我们确定一个大约50%的浓度抑制癌症细胞系25 μ克/毫升。这些比率可以增加了开发方法步骤。它可以合格的供应对抗生素和抗癌药物的需求。

 数据可用性

所有数据用于支持本研究的结果包括在本文中。

 的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

 确认

作者感谢冲入Artuklu大学提供所有必要的研究设施进行这项研究。

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