荣耀颂superba介导的合成铂和钯纳米颗粒细胞凋亡诱导的乳腺癌

文摘

绿色化学方法设计治疗重要的纳米在过去十年里取得了相当大的关注。在此,我们报告首次在植物的抗癌潜力铂纳米颗粒(PtNPs)和钯纳米颗粒(PdNPs)使用药用植物荣耀颂superba块茎提取(GSTE)。纳米粒子的合成是在5个小时内完成证实了在100°C开发的暗棕色和黑色的颜色PtNPs PdNPs,分别与紫外可见光谱的峰值强度的增强。高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)显示,单分散的球形纳米颗粒尺寸范围内10纳米以下。能量色散谱(EDS)证实了元素组成,而动态光散射(DLS)评价了水动力大小的颗粒。抗癌活性与MCF-7(人类乳房腺癌)细胞系使用MTT试验评估,流式细胞术,共焦显微镜。PtNPs和PdNPs显示49.65±1.99%和36.26±0.91%的抗癌活性。诱导细胞凋亡是最主要的潜在机制合理化磷脂酰丝氨酸的外化和膜起泡。这些发现支持植物的效率制造纳米铂和钯的药物对乳腺癌的管理和治疗。

1。介绍

壮观的发展领域的纳米技术已导致制造的纳米结构有吸引力的理化和光电特性。纳米材料有广谱治疗应用程序包括碳基纳米结构半导体量子点聚合物粒子,金属纳米颗粒和磁性纳米颗粒。然而,灵活地改变属性如形状、大小、组成、组装和封装使得金属纳米粒子最优先于其他的生物医学应用程序(1]。以铂为基础的治疗药物,尤其是顺铂和卡铂,是利用在与癌症的化疗,而铂纳米颗粒(PtNPs)最近才引起了公众的关注2]。同样,钯纳米颗粒(PdNPs)也报道表现出对人类白血病(MOLT-4)细胞抗癌活性(3]。尽管有很多物理和化学的方法合成PtNPs PdNPs,生物方法被认为是有利的,因为他们是更多的生物相容性和更少的有毒是理想的候选人纳米的先决条件。最近,我们展示了潜在的药用植物黄药,Gnidia glauca,石墨zeylanica,薯蓣属oppositifolia,Barleria prionitis,荔枝,法国梧桐胶合成的黄金、白银、和双金属纳米颗粒4- - - - - -15]。药用植物是仓库可能发挥了重要作用的各种各样的植物化学物质bioreduced合成和稳定的纳米颗粒(16- - - - - -23]。因此,它是经济的和有效的。虽然我们报告了其潜力的合成金纳米粒子(AuNPs)和银纳米粒子(AgNPs)早些时候,没有报道的合成PtNPs和PdNPs直到日期荣耀颂superba块茎提取(GSTE) [24]。g . superba据报道,港几组次生代谢产物,如生物碱、黄酮、苷类、酚类、皂甙、类固醇、单宁和萜类化合物(25]。根被广泛用作杀菌剂,治疗溃疡、痔疮,痔疮,炎症,淋巴结核,麻风病,消化不良,蠕虫病毒的侵扰,肠胃气胀,间歇性发烧,衰弱,关节炎,和蛇有毒26]。但没有进行广泛的研究至今nanobiotechnological应用程序。

的背景下,我们在此报告的合成PtNPs并使用GSTE PdNPs进一步使用紫外可见光谱特征,高分辨率透射电子显微镜(HRTEM),能量色散谱(EDS),动态光散射(DLS)和x射线衍射(XRD)分析。此外,bioreduced纳米颗粒被检查对MCF-7细胞系抗癌活性。

2。材料和方法

2.1。植物材料和提取准备

GSTE是通过收集准备的g . superba西高止山脉的新鲜块茎马哈拉施特拉邦,印度,彻底洗干净,切成小块,shade-dried 2天。细粉的干燥块茎减少电动搅拌机,5 g的加入100毫升蒸馏水锥形烧瓶300毫升,煮5分钟,最终收集到倾析之后,通过绘画纸1滤纸过滤。由此产生的滤液用于合成纳米颗粒的14]。

2.2。合成和紫外可见光谱

减少竞购₆²⁻离子是由添加5毫升GSTE 95毫升10⁻³米水H₂竞购₆h·6₂O的解决方案,而对于合成PdNPs 5毫升GSTE是10和95毫升⁻³米水PdCl₂。由此产生的混合物在100°C的5个小时孵化不断搅拌合成PtNPs和PdNPs定期监控使用紫外可见光谱分光光度计(SpectraMax M5、分子设备公司、美国)在解决1 nm [18,27]。

2.3。高分辨率透射电子显微镜(HRTEM),能量色散谱(EDS),动态光散射(DLS)和x射线衍射(XRD)

形态学特征的大小和形状bioreduced PtNPs和PdNPs决定使用jeol jem - 2100高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)配备了能量色散谱仪(EDS) 0-20 keV的能量范围。使用动态光散射粒度分析设备(Zetasizer nano - 2590,莫尔文仪器有限公司,伍斯特,英国)在聚苯乙烯试管14,15]。干粉的衍射数据被记录在一个力量x射线衍射仪使用铜Kα(1.54)来源28]。

2.4。傅里叶变换红外(FTIR)光谱

经过5个小时的合成PtNPs和使用GSTE PdNPs,由此产生的混合物在10000 rpm离心机15分钟。添加的上层清液收集在KBr和干。同样,GSTE bioreduction之前也用于比较植物化学的变化。KBr颗粒包含GSTE bioreduction受到前后红外光谱(IRAffinity-1,日本岛津公司集团、东京、日本)光谱测量在扩散反射模式4厘米的一项决议⁻¹受到红外源500 - 4000厘米⁻¹(8]。

2.5。抗癌活性

PtNPs抗癌活动,PdNPs比较使用MTT (3 - (4 5-dimethyl-thiazol-2-yl) 2、溴化5-diphenyl-tetrazolium)测定。MCF-7细胞被播种(4×10⁴细胞/)在96孔板和孵化为24小时,坚持在37°C公司为5%₂浓度之后,添加了纳米颗粒在200年最终浓度µg / mL, 48小时孵化。中被移除之后,PBS被用来洗细胞。在每个嗯,MTT(0.5毫克/毫升)添加和孵化3小时。结果甲瓒晶体在异丙醇酸化,水溶性和吸光度测量在570海里。用单向方差分析进行了统计分析。

2.6。流仪结果

PtNPs潜在的抗癌活性的机制和PdNPs MCF-7细胞研究使用流量仪的分析处理各自的纳米颗粒。5×10⁵细胞最初播种T-25瓶和孵化24小时后跟PtNPs和PdNPs 200纳米颗粒的浓度µ克/毫升。孵化后48小时内,细胞收获和彩色膜联蛋白V-FITC(稀释1:20)和propidium碘(稀释1:20)15分钟在4°C,并获得使用由BD FACSuit BD FACSVerse和分析软件(早些时候报道8,14]。

2.7。共焦显微镜

为了支持流仪分析,进行免疫荧光染色发现细胞死亡的机制MCF-7 PtNPs和PdNPs细胞治疗。细胞被播种密度的5×10⁴细胞在玻璃盖玻片其次是孵化24小时治疗依从性,然后与200年之后µ克/毫升PtNPs PdNPs 48小时。细胞治疗是沾膜联蛋白V (AV) -FITC和π,在稀释1:20 15分钟4°C紧随其后LSM 780共焦激光扫描显微镜下观察,卡尔蔡司(8,14,24]。

3所示。结果与讨论

3.1。紫外可见光谱

GSTE担任phytomolecules来源可以有效合成和稳定PtNPs和PdNPs进一步研究了抗癌活性。棕色的颜色添加GSTE发展H₂竞购₆h·6₂在100°C O盐溶液在孵化表示PtNPs的合成。显示,紫外可见光谱强度下降的H₂竞购₆h·6₂O盐溶液直到5小时,超过这个没有显著减少观察证实了合成的完成(图1(一))。同样,最初,深棕色的颜色是最终变成了黑色与PdCl GSTE反应₂在相同条件下的解决方案。减少PdCl通相应的强度₂解决方案在5小时内确认合成PdNPs(图1 (b))。这一结果与先前的报道是在协议纳米PtNPs和PdNPs合成使用药用植物d .黄和b . prionitis(8,14]。合成被发现速度比综合使用大豆和樟树,这两个花了48个小时完全合成PdNPs [29日,30.]。作为显示在图1铂金和钯金胶体悬浮液的吸收光谱经过5个小时的bioreduction GSTE的各自的盐溶液的吸收光谱。先前的报道证实,对比光谱的吸收乐队出现在相应的盐溶液被归因于ligand-to-metal离子的电荷转移跃迁。没有上面的吸收峰值300海里所有的样品5小时后显示完整的还原金属离子。类似的认证是在热诱导减少Pd (Fod)₂在邻二甲苯和声化学的减少Pd(没有₃)₂分别在水溶液。没有吸收峰一致的理论研究PdNPs的表面等离子体共振吸收。胶体悬浮液的光谱PtNPs和PdNPs广泛吸收连续扩展整个visible-near-ultraviolet地区,早些时候也观察到的铂族金属(31日- - - - - -35]。

3.2。介绍分析

形态分析as-synthesized PtNPs和执行PdNPs使用高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)。数据2(一个)和2 (b)显示的大小和形状bioreduced PtNPs。合成PtNPs非常小,主要的球形,直径在3海里的范围从0.8海里。在放大图像的概述,粒子被认为是嵌入在一个生物矩阵可能来源于GSTE稳定过程中可以发挥重要作用。Diospyros柿子据报道合成PtNPs更大的尺寸,直径被发现在一个介于2和12海里(36]。在90°C,物体的顶端platycladi据报道合成很小PtNPs不同的2.4±0.8 nm (37,38]。数据2 (c)和2 (d)显示PdNPs的形态特征也主要是球形的形状,和粒子的直径被发现不同于一个狭窄的范围之间的5和8海里。这是非常罕见的单分散的均匀的纳米粒子使用生物路线。同样,先前的研究报告,使用PdNPs合成大豆发现更大的规模是15 nm直径(29日]。能量色散光谱资料证实存在的元素铂和钯PtNPs PdNPs,分别(图3)。水动力大小记录bioreduced纳米粒子也同意介绍观察数据。然而,更大的尺寸也可视化DLS光谱可能是由于纳米颗粒被困在植物化学的实体从GSTE(图4)[7]。表1给出了一个综合考虑各种药用植物Anacardium occidentale,Piper betle,番荔枝属squamosa,榄仁树属chebula,Pulicaria需报道合成要么PtNPs, PdNPs,或两者兼而有之(37,39- - - - - -41]。

3.3。x射线衍射(XRD)分析

as-synthesized纳米粒子是借助XRD为特征的阶段。干粉末的粉末衍射数据被记录在一个力量x射线衍射仪和铜Kα(1.54)的来源。图5显示了PtNPs和PdNPs XRD数据。的感染高峰的PtNPs和PdNPs代表的结晶性质的纳米粒子。相的形成也被确认的数据(8]。的特征峰,见图5,对应于晶格的飞机(111),(200)和(220),以防PtNPs;然而,(111)面未见PdNPs。缺席的原因(或没有增长)的(111)面,以防PdNPs需要探索,但在初步阶段,我们认为植物提取物可能在这种限制增长有至关重要的作用。

3.4。红外光谱分析

红外光谱谱分析显示各种官能团在GSTE bioreduction及其合成PtNPs和PdNPs(图后变更6)。GSTE显示突出的峰羟基特定于酒精和酚类化合物∼3300厘米⁻¹纳米粒子合成后,仍然没有改变。同样,山峰观察到1049、1218、1369和1737厘米⁻¹可以归因于C-O-C债券在醚、未赋值的酰胺模式,CH₃弯曲和拉伸的C = O键,分别合成纳米颗粒后消失。这表明植物化学物质与上述功能组负责减少金属离子盐导致相应的纳米粒子的合成。然而,一个重要的特征酰胺债券为1627厘米⁻¹在GSTE恢复合成后,建议更换羧基组胺,这反过来又支持假说的羧基和类似组织的作用减少相应的金属盐金属纳米粒子(49]。

3.5。抗癌活性

细胞凋亡是细胞程序性死亡由相互依存的同步的细胞事件的级联。维持体内平衡是最重要的过程,在一个有效的细胞增殖和细胞死亡之间的平衡是维持50]。制造的凋亡nanoinducers至关重要开发新颖的纳米药物与癌症。铂药物奥沙利铂、顺铂、卡铂是癌症的治疗和管理,虽然他们构成威胁的潜在的不利影响。然而,有非常少的抗癌活性研究生物合成PtNPs PdNPs。在我们的研究中,PtNPs和PdNPs显示优越的抗癌活性降低MCF-7细胞治疗的可行性到48小时。PtNPs显示抗癌活性高达49.65±1.99%,而PdNPs显示一个活动(图36.26±0.91%7)。PtNPs和PdNPs展览高细胞毒性由于物理化学相互作用的官能团细胞蛋白质、氮基地,和磷酸基的DNA导致细胞死亡。先前的报告证实,Pd导致自由基的形成,乳酸脱氢酶漏,细胞循环障碍可抗癌活动背后的关键底层机制(3]。细胞死亡是主要是由于细胞凋亡、自噬或坏死。为了确定凋亡和坏死细胞的比例,MCF-7细胞处理200µg / mL PtNPs和PdNPs 48小时和彩色膜联蛋白V和π流仪结果(图紧随其后8)。PtNPs和PdNPs能够诱导细胞凋亡在MCF-7细胞12.32%和31.3%,分别被发现是高于先前的报道对人类肺腺癌(A549),卵巢畸胎瘤(PA-1)胰腺癌(Mia-Pa-Ca-2)细胞,和正常外周血mononucleocyte细胞(PBMC) (2]。我们的结果与抗癌活性PdNPs合成茶树对人类白血病(MOLT-4) [3]。最近,这种非传统的铂抗癌药物和相关纳米药物有更多的关注作为临床成功的铂药物顺铂、卡铂、和铂已经显示出巨大的有害的副作用,包括肾毒性、疲劳,呕吐,脱发,耳毒性,周围神经病变,myelosupression [51,52]。共焦图像还证实诱导细胞凋亡(图9)。外化的磷脂酰丝氨酸和膜解体是膜联蛋白V-FITC⁺π⁺MCF-7细胞。同样,膜起泡和染色体缩合也观察到PtNPs治疗细胞,是细胞凋亡的关键特征(8]。

4所示。结论

单分散的PtNPs PdNPs合成使用g . superba块茎提取是均匀的球形和近等轴的。合成是快速、高效和环保。PtNPs和PdNPs显示有效的抗癌活性对MCF-7(人类乳房腺癌)细胞。细胞死亡的机制被证实是诱导细胞凋亡的特征是磷脂酰丝氨酸外化,膜解体,并与染色体缩合起泡。进一步研究这些植物纳米颗粒可能会帮助建立他们的潜在候选药物预防乳腺癌。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者承认帮助延长使用TEM和HRTEM设施在化学工程和CRNTS由DST通过Nanomission IRPHA方案。Geetanjali博士去感谢DST激发教师地位和研究经费(nos。IFA13 LSBM73和goi - e - 161(2),职责)。

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