细胞毒性,纳米银的杀菌作用得到的绿色合成方法番荔枝属muricata水提物和携带5 -氟尿嘧啶

文摘

纳米材料通过绿色合成技术近年来被广泛研究由于构成具有成本效益和环保的方法。此外,有几个工作报告的同时性能减速器代理作为构建代理修改纳米材料的属性。作为一个简单的和经济的合成方法,这项工作提出了一个方法来合成银纳米粒子(AgNPs)使用番荔枝属muricata水提物和携带5 -氟尿嘧啶(研究者用)。还原过程、成核和功能化的纳米粒子通过紫外可见吸收光谱进行了分析,并发现它们的功能与提取金属离子的接触时间。结构特征是由透射电子显微镜(TEM)和x射线衍射(XRD)模式。形成的纳米材料的抗菌性能进行了测试使用最低抑制浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC)粪肠球菌,金黄色葡萄球菌,大肠杆菌增长。

1。介绍

使用纳米粒子nanodelivery车辆已经收到了相当浓厚的兴趣在医学领域近年来由于这一事实,通过生化工程,可以设计多功能纳米生物材料以提供特定的药物目标肿瘤或癌细胞(1]。最佳的性能随着对其他类型的生物材料是由于很高的兼容性和适应性的生物系统,此外代表病毒系统,构成有前途的生物医学研究的工具。这个事实的一个明显的例子是银纳米粒子;由于这些类型的材料中的应用生物系统,已经有无数nanodelivery车辆的发展,鉴于其内在属性,生物相容性、抗菌能力(2]。有必要改善材料性能和生物相容性更高效的收益率在药物输送到一个特定的目标,避免药物的广泛分布。在光,材料共价功能化和有机金属科学发展网或聚合物功能化改性无机表面之间的相互作用在金属NPs与周围的媒体,提高他们的性能在生物医学3,4]。

5 -氟尿嘧啶(研究者用)是一种强有力的抗代谢物广泛用于癌症治疗等先进的口腔癌症(5]。然而,存在一些限制其使用相关的短半衰期,缺乏控制选择性交付,身体和充足的扩散,限制了其抗肿瘤的适用性。因此,通过与研究者用纳米材料的功能化,显著改善药物的效用,产生肿瘤研究小说和精通工具(6]。

目前,充足的频谱不同的方法来获得和功能化随着纳米银生物医学目的的存在(7]。然而,在前几年,一个了不起的兴趣的绿色合成方法随着不断上升的反应代表环保方法,低毒方法、成本效益的替代方案,一步NP synthesis-functionalization方法(8]。在一般情况下,纳米材料合成的“绿色”方法考虑三个主要特征根据Raveendran et al。9)如下:(1)友好溶剂作为反应介质;(2)对环境有益的减少代理人;和(3)使用无毒材料限制代理(9]。此外,不同的报告报告不仅获得纳米粒子的成就绿色合成,还讨论了材料与活性成分的药用价值存在于自然提取使用,一直致力于推动科学关注的这些生物活性物质(10,11]。此外,在与上述信息,通过高效的合成银纳米材料,经济便宜,和环境安全的方法,已成为纳米生物的一个重要研究领域。因此,目前,各种植物提取物作为优秀bioreducing代理在银纳米粒子的合成(AgNPs) [12,13]。

提取番荔枝属muricata,通常称为guanabana,主要分布在热带地区南美和北美;所有的分数答:muricata树被广泛用作传统药物对人类疾病,包括癌症和感染。抗炎、血糖过低的镇静剂,平滑肌松弛剂,降血压药,止痉挛的影响归因于叶子,叫,和根番荔枝属muricata。这种植物的叶子也被用来预防肿瘤和癌症在南美和非洲热带(14]。植物化学的评估的番荔枝属muricata植物表现出生物碱的存在,megastigmanes,黄酮醇triglycosides,酚醛树脂,环肽,精油,和一些矿物质如钾、钙、钠、铜、铁、和Mg (14]。

在目前的工作中,银纳米粒子的合成番荔枝属muricata水提取物作为bioreducing代理报告。材料的光学性质,结晶度,形态、水力半径和表面电荷。材料的抗菌能力评估等对口腔微生物的杀菌作用粪大肠,变异链球菌,美国Oralis,金黄色葡萄球菌,大肠杆菌的最低抑制浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC)。此外,样品的细胞毒性的评价是由成纤维细胞的细胞生存能力使用MTT测定和荧光显微镜。

2。材料和方法

2.1。试剂

答:muricata叶子从当地超市购买;硝酸银(AgNO₃从Sigma-Aldrich),研究者用了;血清学吸量管(5、10和25毫升)和50毫升离心管从圣克鲁斯生物技术、购买公司。25厘米³细胞培养瓶从康宁®购买;和48-well细胞培养集群买来合演®。”

杜尔贝科的修改鹰介质(DMEM)磷酸盐(PBS)的pH值7.4,胎牛血清(的边后卫)、青霉素、链霉素和阿霉素买来Gibco®。下列细菌被使用:粪肠球菌(写明ATCC 29212),金黄色葡萄球菌(写明ATCC 29213)大肠杆菌(写明ATCC 25922)。人类成纤维细胞被罗伯托·Sanchez-Sanchez博士捐赠,生物技术实验室的西班牙de Rehabilitacion LGII, CENIAQ(墨西哥Ciudad de)。

2.2。AgNP合成

的合成材料是由使用番荔枝属muricata提取作为bioreducing代理基于之前报道方法Santhosh et al。15]。最初,树叶与去离子水清洗去除杂质。被压在搅拌机5 g的粉以前在125毫升的去离子水,煮到沸点。获得提取的输液后,在一个单独的容器,Ag)盐添加和减少的过程和纳米颗粒的形成开始,由眼前的颜色变化,证明显示相同的的形成。混合的颜色改变了AgNPs从淡棕色到深棕色,和不需要合成试剂合成。最后,NP沉降引起的离心,用乙醇清洗三次。

2.3。银与5 -氟尿嘧啶NP功能化

Ag纳米颗粒合成和洗涤之前,50毫升的NP方案被船;随后,0.5 g的5 -氟尿嘧啶是补充说,解决方案是用了20分钟。

2.4。物理表征方法

紫外可见吸收光谱得到使用S2000紫外可见光谱仪(OceanOptics, Inc .)。透射电子显微镜(TEM)获得的图像使用jeol 100 kV - 1230。的水力半径和Z-potential样本测量纳米尺度DLS。此外,x射线衍射(XRD)模式得到使用GBC-Difftech MMA与过滤CuK衍射仪α(λ= 1.54)辐射。

2.5。抗菌活性AgNPs

的抗菌活动AgNPs被证实通过最低抑制浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC)对菌株粪大肠(写明ATCC 29212),金黄色葡萄球菌(写明ATCC 29213)大肠杆菌(写明ATCC 25922);他们研究了在0.5麦克法兰规模确定的色度计(可能Smart3)根据标准采用微量法(CLSI M100-S25, 2015年1月)(16]。

2.6。细胞毒性试验

对细胞毒性分析,人类从真皮成纤维细胞分离培养并存储在液态氮在−196°C,为了保持细胞的可行性。细胞培养是在25厘米³盘子(合演®),直到培养容器的表面覆盖,等待一个单层的形成(一个细胞层厚度)。此前,亚文化进行了三个星期使用DMEM培养基(Gibco®),其中包含特定的细胞生存所必需的蛋白质,开发和扩散。随后,孵化了37°C下有限公司₂大气中使用NUAIRE自动流程图红外水套有限公司₂孵化器;介质变化,观察到在一个倒置显微镜(Axio-Zeiss)。一旦获得了所需的细胞融合,文化被胰蛋白酶处理(降解细胞外基质的蛋白水解酶,能隔绝钙离子,对细胞粘附至关重要)。此外,通过温和搅拌5 - 7分钟后,细胞分离,计算所需的细胞悬液中细胞的数量存在一定体积和分析获得纽鲍尔室。此外,每厘米20000个细胞²被播种在48-well盘子和培养24小时。与材料细胞毒性检测的目的进行钙黄绿素和ethidium为(热®),不同稀释的银纳米粒子合成了一个绿色的方法是使用一个提取的番荔枝属muricata。治疗组用于执行细胞毒性测试如表所示1:

人类接触AgNPs后成纤维细胞的生存能力评估的可行的细胞MTT测定染色。人类成纤维细胞被镀在96孔板和暴露于AgNPs AgNPs +研究者用,研究者用,番荔枝属muricata。细胞被添加至中等浓度的30μ克/毫升(ppm)保持在37°C和5%在湿润的气氛中有限公司₂。24和48 h后,介质被从每个好了,取而代之的是新媒体与MTT的解决方案在一个数量的文化体积的10%,和孵化4 h在37°C,直到蓝色甲瓒产品开发。结果甲瓒产品是溶解在DMSO,吸光度测量在570 - 690海里通过协同HTX多模标(BioTek仪器有限公司)。

3所示。结果与讨论

3.1。结构表征AgNPs

3.1.1。紫外吸收光谱(紫外可见)

材料的紫外可见光谱是为了跟随粒子的成核过程,提取的接触时间的函数。在图1可以观察到,一个乐队在425海里,这是与银纳米粒子的表面等离子体。带的强度随着接触时间的增加与提取金属离子增加,最大强度60分钟。此外,可以观察到一个稀疏的乐队最后的解对初始解。这个变薄可以联系到两个现象;首先,粒子的对称性的影响及其大小分布的光学特性之前已经报道过,在不规则的粒子(nonspherical)将显示两个或两个以上的表面等离子体的乐队,这将导致乐队的扩大;这是由于这一事实还原过程开始时,成核和基本粒子的生成,有不规则的形状和小直径,解释乐队在最初的解决方案的蓝移和红移在最后的解决方案在粒子的成核过程和生成结论[17,18]。

另一方面,由于纳米颗粒的形成过程中断,可能会有几个粒径影响激发表面等离子体的峰值。最后,另一个现象涉及这一事实是提取的波段的吸收,这是在435 nm,影响带的位置和可能影响红移。关系,有机的保存剂表面的银纳米粒子可以作为构建代理的角色。

3.1.2。形态特征:TEM

图2(一个)介绍了TEM图像和直方图的形成的材料。AgNPs quasi-spherical形态安排在孤立的集群。微分分布对应于这个示例显示了一个粒径范围4.54和16.48 nm之间不对称的几何和双峰分布(图2 (b))。平均粒径和变异系数(CV %)计算对于此示例10.87 nm和22.94%,分别。获得的统计参数如表所示2。

3.1.3。动态光散射(DLS)和电动电势

表3显示值的粒子大小和Z-potential获得的粒子。粒子大小获得值为16.46±0.46,略不同于获得直径均值10.87 TEM图像分析,表明协会的价值对应DLS分析水力半径的粒子和确凿的结果所示尺寸统计分析。示例显示一个值的测量Z-potential−27.3±1.22 mV,这代表一个粒子之间的静电斥力TEM图像对应于这个示例所示,大部分的NPs分散(表3)。

3.1.4。x射线衍射

相对应的x射线衍射图AgNPs礼物与Ag)立方相关联的峰值为38.23,44.18,64.74,75.51,和81.74°,可索引》(111)、(200)、(220)、(311)和(222)面(JCPDS文件没有。:04 - 0783),分别说明这些信息存在的水晶银纳米粒子(图3)。

3.2。抗菌活性的AgNPs

在这项研究中,麦克风AgNPs测试均获得值大肠杆菌(写明ATCC 25922),金黄色葡萄球菌(写明ATCC 29213)粪大肠(写明ATCC 292129)。这项研究的结果发表在表4AgNPs合成的麦克风番荔枝属muricata提出了一种降低抗菌活性与5-fluoracil相比,但功能化/银纳米粒子的组合5-fluoracil显示合作因为所有的菌株被抑制在1.95 Dg /毫升的浓度或更少。对这棵树株AgNPs和5-fluoracil测试,粪肠球菌,这是兼性厌氧的革兰氏阳性球菌,显示了最低灵敏度相比,大肠杆菌和金黄色葡萄球菌(19];a . Manten和j . i Terra是第一个报告抗肿瘤的药物的抗菌活性以及抗菌和抗肿瘤的药物之间的组合效应19]。结果对应5-fluoracil仅显示类似的结果报告的数据相比Gieringer et al。20.),发现浓度的0.8μg / ml的抑制所有菌株金黄色葡萄球菌(20.]。

3.3。细胞毒性试验

3.3.1。MTT试验

细胞生存能力评估的细胞毒性试验和荧光显微镜为了比较产生的影响在口腔由绿色AgNPs和成纤维细胞的存在和没有研究者用纳米材料的功能化代理。

对应于细胞毒性测试结果显示轻微的细胞生存能力差异24和48小时的细胞对AgNPs博览会。可以观察到银纳米粒子的毒性(图使用的最高浓度4)。AshaRani et al。21]报告类似的结果肺成纤维细胞,以应对银NPs博览会,争论NPs浓度以及细胞毒性依赖细胞循环检测(21]。此外,Ahmad et al。22)获得的金银纳米粒子的影响评估的绿色合成方法小鼠巨噬细胞在10 - 1000的范围使用浓度μg / mL,获得更少的细胞毒性浓度低于80μ克/毫升(22]。此外,信息说明了减少cytotoxicity-effect研究者用纳米材料的功能化,证明随着生物相容性的改善。

3.3.2。荧光显微镜

对应于荧光显微镜分析,观察到,较低浓度的治疗,有更多的融合和细胞密度与对照组相比(数字5和6)。另一方面,随着浓度的增加,改变细胞形态和几个细胞扩展观察。此外,观察到24的一个重要特点是一些AgNPs博览会的死细胞的存在,表明bioextract的角色可能cytoprotective代理因为它封装了纳米粒子和研究者用,防止直接接触细胞,此外,细胞培养仍然是可行的,只有提取(数据的存在6 (b)- - - - - -6 (d))。同样,AshaRani et al。21]之前报道不同的形态变化,表明不健康的细胞,细胞扩展,限制传播模式与控制(21]。

4所示。结论

在这个工作,这是证明,在绿色合成的银纳米粒子番荔枝属muricatabioreducer, NPs获得的光学性质,结晶度,形态、水力半径和表面电荷。AgNPs形成的紫外可见监测显示粒子的成核过程和强度的增加银乐队在435 nm取决于时间反应特征。quasi-spherical形状给出的纳米颗粒平均粒径为10.87 nm和水力半径为16.46±0.46海里。−Z-potential获得有价值的27.3±1.22 mV,展示粒子之间的斥力和胶体的稳定性的好材料。抗菌材料的属性显示一个伟大的抑制对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌。NPs在24和48小时的细胞毒性细胞生存能力的增量与显示粒子由研究者用功能化,而且只有几死细胞24小时观察的荧光显微镜图像。

数据可用性

所有的数据用于支持本研究的发现(图和表)包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

本研究支持Consejo Nacional de Ciencia y Tecnologia (CONACyT)。DeAlba-Montero不会感谢CONACyT奖学金。358436年,克劳迪奥Adrian Ruiz-Torres要感谢与奖学金没有CONACyT支持。412287年。

补充材料

示意图说明代表的合成、功能化、抗菌银纳米颗粒和细胞毒性的影响。(补充材料)

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