Ευεργετικές βιοεφαρμογές των νανοσωματιδίων αργύρου που συντίθενται από ένα θαλάσσιο καρκινοειδή

Παρακαλώ επικοινώνησεoscar.xiao@wecistanche.comΓια περισσότερες πληροφορίες

Αφηρημένη

Τα νανοσωματίδια αργύρου (AgNPs) έχουν ευρείες εφαρμογές. Η παραγωγή AgNPs μπορεί να πραγματοποιηθεί μέσω διαφορετικών μεθόδων χημικών, φυσικών και πράσινων μεθόδων. Οι πιο δημοφιλείς μέθοδοι είναι οι χημικές προσεγγίσεις. Οι θαλάσσιοι οργανισμοί παρουσιάζουν ένα ευρύ φάσμα βιοδραστικότητας. Η παρούσα μελέτη σχεδιάστηκε για να καθορίσει τη βιοσύνθεση νανοσωματιδίων αργύρου από εκχύλισμα θαλάσσιων καρκινοειδών των σκληρών και μαλακών τμημάτων του αρσενικού και του θηλυκού E.massavensis. Η μικροδομή, η μορφολογία και οι ιδιότητες οπτικής απορρόφησης των νανοσωματιδίων χαρακτηρίστηκαν από περίθλαση ακτίνων Χ (XRD), ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM) και [IV-visible spectrosconvΟ σχηματισμός νανοσωματιδίων αργύρου επιβεβαιώθηκε από την απορρόφηση Vis και τα φάσματα παρατηρήθηκαν ζώνες πλασμονίου μεταξύ 441.79-462.74 nm. Τα αποτελέσματα XRD δείχνουν ότι τα νανοσωματίδια είναι κρυσταλλικής φύσης και οι εικόνες SEM ανίχνευσαν το οιονεί σφαιρικό μορφολογικό σχήμα του AgNP. Τα νανοσωματίδια αργύρου από εκχύλισμα θαλάσσιων καρκινοειδών του σκληρού τμήματος του αρσενικού E.massavensis(HM4) έδειξαν τα καλύτερα αποτελέσματα στη μορφολογία και το μέγεθος των σωματιδίων. Αξιολογήθηκε η αξιολόγηση της κυτταροτοξικότητας των AgNPs (HM4) σε αντιικές, αντιμικροβιακές, αντιδιαβητικές, αντιαρθριτικές, αντιγηραντικές και αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες διαφορετικών καρκινικών κυτταρικών γραμμών. Ο χαρακτηρισμός AgNPs μπορεί να εισαχθεί πολλά υποσχόμενες εφαρμογές σε ιατρικές πτυχές.

Λέξεις-κλειδιά:Νανοσωματίδια αργύρου; UV-Vis; SEM; XRD; Βιοσύνθεση; Θαλάσσιο μαλακόστρακο; Κυτταροτοξικότητα; Βιοεφαρμογές.

Κάντε κλικ εδώ για να μάθετε περισσότερα

1. Εισαγωγή

Η νανοτεχνολογία είναι ένας ταχέως αναπτυσσόμενος κλάδος της επιστήμης που ασχολείται με τη σύνθεση και την ανάπτυξη ποικίλων νανοϋλικών. Ο τομέας της νανοτεχνολογίας είναι ο πιο ενεργός τομέας έρευνας στη σύγχρονη επιστήμη των υλικών. Αν και υπάρχουν πολλές χημικές ουσίες καθώς και φυσικές μέθοδοι, η πράσινη σύνθεση νανοϋλικού είναι η πιο αναδυόμενη μέθοδος σύνθεσης [1-4]. Τώρα, διάφορα είδη μεταλλικών νανοϋλικών παρασκευάζονται από χαλκό, ψευδάργυρο, τιτάνιο, μαγνήσιο, χρυσό, αλγινικό και άργυρο [5]. Νανοσωματίδια αργύρου Τα AgNPs έγιναν το κύριο επίκεντρο της εντατικής έρευνας λόγω της ευρείας επιλογής εφαρμογών τους σε τομείς όπως καταλύτης, οπτικά, αντιμικροβιακά και παραγωγή βιοϋλικών [6-8]. Τα AgNPs έχουν υψηλή αντιδραστικότητα λόγω της μεγάλης αναλογίας επιφάνειας προς όγκο και παίζουν κρίσιμο ρόλο στην αναστολή της βακτηριακής ανάπτυξης σε υδατικά και στερεά μέσα. Για παράδειγμα, τα AgNPs έχουν αναφερθεί ότι διαθέτουν αντικαρκινική, αντιβακτηριακή, αντιμυκητιακή και αντιική δράση [9].

Οι θαλάσσιοι οργανισμοί είναι μια πλούσια πηγή βιοδραστικών ενώσεων με αξιοσημείωτη επίδραση στον τομέα των φαρμακευτικών, βιομηχανικών και βιοτεχνολογικών εξελίξεων. Τα τελευταία χρόνια, οι ερευνητές επικεντρώνουν την έρευνα στη σύνθεση νανοσωματιδίων από θαλάσσιες πηγές [10]. Τα μαλακόστρακα, η κύρια ταξινομική ομάδα στα θαλάσσια οικοσυστήματα, καταλαμβάνουν ένα μεγάλο βιότοπο και διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στη βιοδιατάραξη και τη μεταφορά οργανικών υλικών και θρεπτικών ουσιών. Τα καρκινοειδή εκτιμώνται από τη βιομηχανία υδατοκαλλιέργειας ως εξαιρετική πηγή πολυακόρεστων λιπαρών οξέων (PUFAs) και έχουν τη δυνατότητα να συμπληρώσουν το ιχθυέλαιο ως πηγές βασικών λιπιδικών συστατικών των ζωοτροφών [11]. Η γαρίδα mantis (Erugosquilla massavensis) είναι ένα άφθονο καρκινοειδές στην Αίγυπτο. Είναι κοινό μεταξύ των πιο σημαντικών αρπακτικών σε πολλά ρηχά, τροπικά και υποτροπικά θαλάσσια ενδιαιτήματα. Αυτή η γαρίδα mantis βρίσκεται σε υψηλές πυκνότητες σε περιοχές με κατάλληλα υποστρώματα τρυπήματος από λεπτή άμμο και αμμώδη λάσπη, ειδικά όπου η επίδραση της απορροής του ποταμού είναι σημαντική [12]. Τα E. massavensis stomatopods είναι βενθικά, θαλάσσια, αρπακτικά καρκινοειδή που ζουν σε λαγούμια με δυνατότητα προστασίας.

Τα AgNPs έχουν ευρείες ιατρικές εφαρμογές μια από τις πιο σημαντικές είναι η αντικαρκινική δράση κατά του καρκίνου του παχέος εντέρου (CRC) που είναι η δεύτερη κύρια αιτία θνησιμότητας από καρκίνο σε πολλές βιομηχανικές χώρες [13]. Ο καρκίνος του παχέος εντέρου (CRC) ευθύνεται για 700,000 θανάτους και 1,4 εκατομμύρια νέα διαγνωσμένα περιστατικά παγκοσμίως ετησίως, καθιστώντας τον την πρώτη αιτία θανάτων από καρκίνο που δεν σχετίζονται με το κάπνισμα. Οι καρκίνοι που ξεκινούν από τα κύτταρα που καλύπτουν το εσωτερικό του παχέος εντέρου και του ορθού ονομάζονται καρκίνοι του παχέος εντέρου. Τα περισσότερα CRC εμφανίζονται στο επιθήλιο, μια διαδικασία που καθοδηγείται από γενετικές ή/και επιγενετικές αλλοιώσεις που έχουν ως αποτέλεσμα το σχηματισμό προκακοήθων βλαβών που ονομάζονται αδενώματα. Ο καρκίνος του παχέος εντέρου (CRC) προκύπτει από την προοδευτική συσσώρευση γενετικών και επιγενετικών αλλαγών που οδηγούν στη μετατροπή του φυσιολογικού επιθηλίου του παχέος εντέρου σε αδενοκαρκίνωμα του παχέος εντέρου [14].

Το Cistanche μπορεί να αντιγηρανθεί

Η παρούσα μελέτη σχεδιάστηκε για να καθορίσει τη βιοσύνθεση νανοσωματιδίων αργύρου από εκχύλισμα θαλάσσιων καρκινοειδών των σκληρών και μαλακών τμημάτων του αρσενικού και θηλυκού E. massavensis και να χαρακτηρίσει τα νανοσωματίδια αργύρου που σχηματίστηκαν. Η κυτταροτοξικότητα των AgNPs που σχηματίστηκε από το σκληρό μέρος του αρσενικού E. massavensis αξιολογήθηκε σε διαφορετικές καρκινικές κυτταρικές σειρές. Αξιολογήθηκαν οι αντιικές, αντιμικροβιακές, αντιδιαβητικές, αντιαρθριτικές, αντιγηραντικές και αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες.

Υλικά και Μέθοδοι Συλλογή δειγμάτων

Δείγματα γαρίδας Mantis (E. massiveness) ελήφθησαν από τη Μεσόγειο Θάλασσα στην Αλεξάνδρεια από το Eastern Harbor. Τα δείγματα συλλέχθηκαν τη νύχτα από (Ιούλιο έως Οκτώβριο) το καλοκαίρι του 2017 χρησιμοποιώντας εμπορικές μηχανότρατες. Το συλλεχθέν ενήλικο E. massiveness μεταφέρθηκε στο εργαστήριο σε καλά αεριζόμενο θαλασσινό νερό για να διασφαλιστεί ότι είναι ακόμα ζωντανοί.οφέλη από το cistancheΟι αρσενικές (M) και οι θηλυκές (F) γαρίδες mantis διαχωρίστηκαν εύκολα σύμφωνα με τις θωρακικές γεννητικές περιοχές και την παρουσία ή απουσία πέους. Η μορφομετρική ανάλυση του αρσενικού και του θηλυκού E. massiveness προσδιορίστηκε με μέτρηση του μήκους σώματος και του σωματικού βάρους. Το βάρος τους ήταν 17,80±3,79 g και 16,90±4,04 g και τα μήκη ήταν 11,81±1,51 και 11,78±1,28 cm για τα αρσενικά και τα θηλυκά, αντίστοιχα. Διαχωρισμός των μυών μακριά από τον εξωσκελετό με Αφαιρέστε όλα τα εξαρτήματα και τα φρέσκα ολόκληρα σώματα μακριά από το καβούκι και αποθηκεύστε τα σε -20 βαθμό C όταν χρειάζεται.

Παρασκευή εκχυλίσματος

Οι μύες (μαλακό μέρος, S) και το κέλυφος (σκληρό μέρος, Η) (~ 10 g) κονιοποιήθηκαν λεπτά χρησιμοποιώντας γουδί και γουδοχέρι. Το εκχύλισμα έγινε μέχρι τα 100 mL χρησιμοποιώντας διπλά αποσταγμένο νερό Milli-Q. Στη συνέχεια το εκχύλισμα διηθήθηκε μέσω διηθητικού χαρτιού Whatman νούμερο 1 για να διαχωριστούν τα υπολείμματα ιστού και να ληφθεί ένα καθαρό εκχύλισμα.

Σύνθεση νανοσωματιδίων αργύρου

Το διήθημα χρησιμοποιήθηκε ως αναγωγικός παράγοντας και σταθεροποιητής για τη σύνθεση AgNPs. 10 mL του διηθήματος αναμίχθηκαν με 90 mL διαλύματος νιτρικού αργύρου 1 mM σε φιάλη Erlenmeyer 250 mL και αναδεύτηκαν στους 60 βαθμούς C στο σκοτάδι. Ως έλεγχος λήφθηκε μια φιάλη που περιείχε 10 mL Milli-Q και ένα διάλυμα νιτρικού αργύρου 90 mL. Η αλλαγή στο χρώμα παρακολουθήθηκε οπτικά μέχρι την εμφάνιση του τυπικού σκούρου καφέ χρώματος. Χαρακτηρισμός των συντιθέμενων νανοσωματιδίων αργύρου (AgNPs) Τα συντιθέμενα σωματίδια (SF1, HF2, SM3 και HM4) χαρακτηρίστηκαν από φασματοσκοπία απορρόφησης, SEM και XRD.

Φασματοσκοπία UV-Vis

Η φασματοσκοπική ανάλυση ορατής υπεριώδους ακτινοβολίας πραγματοποιήθηκε σε Shimadzu UV 1700. Μετά από 24 ώρες και 4 ημέρες, η οπτική πυκνότητα των συντιθέμενων νανοσωματιδίων που αιωρούνται σε απεσταγμένο νερό μετρήθηκε σε διαφορετικά μήκη κύματος που κυμαίνονται από 300 έως 800 nm και απεικονίστηκαν οι τιμές σε ένα γράφημα. Μοτίβο περίθλασης ακτίνων Χ Οι μετρήσεις XRD καταγράφηκαν στο (Shimadzu LabX XRD-6100 περιθλασίμετρο ακτίνων Χ, Ιαπωνία). Αυτό λειτουργούσε σε τάση 40 kV και ρεύμα 30 mA με πηγή διέγερσης ακτινοβολίας CuK (?{11}}.541 Å), στην περιοχή γωνίας σάρωσης 30 έως 80 μοίρες με ρυθμό σάρωσης 5 τοις εκατό /λεπτό με το πλάτος βήματος 0,02 μοίρες Για μετρήσεις XRD, τα νανοσωματίδια αργύρου (AgNPs) εναποτέθηκαν σε προπλυμένα γυάλινα υποστρώματα και ξηράνθηκαν σε φούρνο στους 60 βαθμούς C. Ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης Η μορφολογία των εναποτιθέμενων AgNPs σε γυάλινα υποστρώματα αναλύθηκε χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (JEOL SEM, JSM-636OLA, Ιαπωνία) σε επιταχυνόμενη τάση 20 kV. Οι επιφάνειες του δείγματος επικαλύφθηκαν υπό κενό με χρυσό για SEM.

Αξιολόγηση κυτταροτοξικότητας

Διαφορετικοί τύποι κυτταρικών σειρών όπως MCF-7(κυτταρική σειρά ανθρώπινου καρκίνου του μαστού), Hepa-2 (ανθρώπινο ηπατοκυτταρικό καρκίνωμα) και CACO (Καρκίνωμα παχέος εντέρου) ελήφθησαν από τη Μονάδα Καλλιέργειας Ιστού VACSERA. Η σχέση μεταξύ των επιζώντων κυττάρων και της συγκέντρωσης του φαρμάκου συνεχίστηκε για 24 ώρες και η απόδοση των βιώσιμων κυττάρων προσδιορίστηκε με μια χρωματομετρική μέθοδο [15]. Η ανασταλτική συγκέντρωση 50 τοις εκατό (IC50) υπολογίστηκε από γραφικά διαγράμματα της καμπύλης δόσης-απόκρισης για κάθε συγκέντρωση. Δοκιμασία αντιμικροβιακής δραστηριότητας Μέθοδος κοπής βύσματος για διαλογή της αντιμικροβιακής δραστικότητας για δοκιμασμένα σύμπλοκα: που καταγράφηκε από τους Pridham et al [16] χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της αντιμικροβιακής δράσης των επιλεγμένων προϊόντων. Οι μέσες διάμετροι των ζωνών αναστολής καταγράφηκαν σε χιλιοστά και συγκρίθηκαν για όλες τις πλάκες. Το αντιμικροβιακό προφίλ ελέγχθηκε έναντι θετικών κατά Gram βακτηριακών ειδών (Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Streptococcus mutant, Enterococcus faecalis και Streptococcus pyogenes), καθώς και σε αρνητικά κατά Gram βακτηριακά είδη (Escherichia coli, Salmonellads (τεσσάρων) Aspergillus fumigatus, Cryptococcus nanoforms, Candida albicans και Aspergillus Brasilienses) με χρήση τροποποιημένης μεθόδου διάχυσης πηγαδιών. Αντι-ιικό αποτέλεσμα Αξιολόγηση της αντιϊκής δραστηριότητας με χρήση της δοκιμασίας κυτταροπαθητικής αναστολής επίδρασης σε δύο ιικά στελέχη HAV-10 (ιός ηπατίτιδας Α) και HSV-1 (ιός απλού έρπητα τύπου 1), αυτή η ανάλυση επιλέχθηκε για να δείξει ειδική αναστολή μιας βιολογικής λειτουργίας, π.χ. κυτταροπαθητική επίδραση (CPE) σε ευαίσθητα κύτταρα θηλαστικών[17.

Αντιγηραντική δράση

Πριν από τη διαλογή σε όλες τις δοκιμασίες, τα φάσματα για όλα τα εκχυλίσματα καταγράφηκαν σε φασματοφωτόμετρο ορατό με υπεριώδη ακτινοβολία Cary 300 για έλεγχο παρεμβολής και μετατοπίσεων στο λάμδα max. Η δοκιμασία που χρησιμοποιήθηκε βασίστηκε σε φασματοφωτομετρικές μεθόδους με ανάλυση Collagenase [18] με ορισμένες τροποποιήσεις για χρήση σε συσκευή ανάγνωσης μικροπλακών.cistanche χοληστερόληΑντιφλεγμονώδεις και αντιαρθριτικές δραστηριότητες Οι αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες τόσο του ακατέργαστου εκχυλίσματος όσο και των συνθετικών νανοσωματιδίων αργύρου αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας μια δοκιμή μετουσίωσης λευκωματίνης με ορισμένες τροποποιήσεις [19]. Ενώ, οι αντιαρθριτικές δραστηριότητες αξιολογήθηκαν χρησιμοποιώντας ανθρώπινα μονοκύτταρα U937 (ATCC, Manassas, VA, ΗΠΑ) για τη μελέτη της επίδρασης των δειγμάτων στην απελευθέρωση ισταμίνης [20].

Αξιολόγηση Αντιδιαβητικού Δυναμικού

Οι αντιδιαβητικές δραστηριότητες τόσο για το ακατέργαστο εκχύλισμα όσο και για τα συντιθέμενα νανοσωματίδια αργύρου αξιολογήθηκαν με δύο διαφορετικές μεθόδους. Η πρώτη ήταν μια ανασταλτική δράση -γλυκοσιδάσης η οποία μετρήθηκε σύμφωνα με τη μέθοδο που περιγράφεται από τους You et al. [21]. Το δεύτερο ήταν, μια ανασταλτική δράση της α-αμυλάσης που προσδιορίστηκε με μια χρωματομετρική ανάλυση μικροπλάκας χρησιμοποιώντας ένα καλά καθιερωμένο πρωτόκολλο [22].

Στατιστική ανάλυση

Τα δεδομένα εκφράστηκαν ως μέσες τιμές±SD (τυπική απόκλιση) και διεξήχθη στατιστική ανάλυση χρησιμοποιώντας μονόδρομη ανάλυση διακύμανσης (ANOVA) για να αξιολογηθούν οι σημαντικές διαφορές μεταξύ των ομάδων θεραπείας. Το κριτήριο για τη στατιστική σημαντικότητα ορίστηκε στο p Μικρότερο ή ίσο με 0.05. Όλες οι στατιστικές αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας το πακέτο λογισμικού SPSS στατιστικής έκδοσης 17 (SPSSQ Inc., USA). Αποτελέσματα και Συζήτηση Έχει πραγματοποιηθεί με επιτυχία η σύνθεση νανοσωματιδίων αργύρου με τη μέθοδο χημικής αναγωγής. Ο σχηματισμός νανοσωματιδίων αργύρου παρατηρήθηκε οπτικά με αποχρωματισμό (καφέ) μετά την επώαση. Το καφέ χρώμα που σχηματίζεται στο δείγμα δείχνει ότι τα κολλοειδή νανοσωματίδια που παράγονται είναι η διαδικασία σύνθεσης που κυριαρχείται από κόκκους νανοσωματιδίων αργύρου.

Φασματοσκοπία ορατής υπεριώδους ακτινοβολίας

Η υπεριώδης και ορατή φασματομετρία χρησιμοποιείται σχεδόν για την ποσοτική ανάλυση ενώσεων που είναι γνωστό ότι υπάρχουν στο δείγμα. Η φασματοσκοπία UV-ορατής είναι μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες τεχνικές για τον δομικό χαρακτηρισμό των νανοσωματιδίων αργύρου. Σε μεταλλικά νανοσωματίδια όπως το ασήμι, η ζώνη αγωγιμότητας και η ζώνη σθένους βρίσκονται πολύ κοντά η μία στην άλλη, στην οποία τα ηλεκτρόνια κινούνται ελεύθερα. Αυτά τα ελεύθερα ηλεκτρόνια δημιουργούν μια ζώνη απορρόφησης συντονισμού επιφανειακού πλασμονίου (SPR) [23-26], που συμβαίνει λόγω της συλλογικής ταλάντωσης των ηλεκτρονίων των νανοσωματιδίων αργύρου σε συντονισμό με το κύμα φωτός [27].παρενέργειες cistanche deserticolaΤα φάσματα οπτικής απορρόφησης των νανοσωματιδίων αργύρου κυριαρχούνται από το SPR που δείχνει μια μετατόπιση προς το κόκκινο άκρο ή το μπλε άκρο ανάλογα με το μέγεθος, το σχήμα και την κατάσταση συσσωμάτωσης των νανοσωματιδίων αργύρου που προκύπτουν [28]. Τα φάσματα απορρόφησης των δειγμάτων (SF1, HF2, SM3 και HM4) δείχνουν καλά καθορισμένες ζώνες πλασμονίου μεταξύ 441.79-462.74 nm μετά από 24 ώρες, οι οποίες είναι χαρακτηριστικές του αργύρου νανομεγέθους. Τα φάσματα απορρόφησης UV-Vis των δειγμάτων AgNPs (SF1, HF2, SM3 και HM4) εμφανίζονται στο Σχήμα 1.

Τα δείγματα νανοσωματιδίων αργύρου (SF1 και HM2) έδειξαν την εμφάνιση στα ηλεκτρονικά φάσματα απορρόφησης ζωνών που βρίσκονται στα 447,16 nm και 441,79 nm μετά από 24 ώρες (1 ημέρα), αντίστοιχα, που σχετίζονται με την παρουσία ορισμένων ακανόνιστων σχημάτων. Ενώ οι ζώνες απορρόφησης των δειγμάτων SM3 και HM4 εμφανίζονται σε μεγαλύτερα μήκη κύματος που σχετίζονται με μικρά περίπου σφαιρικά και σφαιρικά νανοσωματίδια.

Το μίγμα αντίδρασης έδειξε μια ζώνη απορρόφησης συντονισμού πλασμονίου επιφάνειας με μέγιστη κορυφή 462,74 nm και 453,65 nm μετά από 24 ώρες, υποδεικνύοντας αντίστοιχα την παρουσία νανοσωματιδίων αργύρου σφαιρικού ή περίπου σφαιρικού σχήματος. Η διεύρυνση της κορυφής έδειξε ότι τα σωματίδια είναι πολυδιασπαρμένα [29,30].

Η σταθερότητα των διαλυμάτων νανοσωματιδίων του συντιθέμενου αργύρου αξιολογήθηκε με καταγραφή των φασμάτων UV-vis σε διαστήματα 1 και 4 ημερών. Δεν υπήρξε εμφανής αλλαγή στη θέση κορυφής των νανοσωματιδίων αργύρου (SF1, SM3 και HM4), εκτός από την αύξηση της απορρόφησης. Μια αύξηση στην απορρόφηση δείχνει ότι η ποσότητα των νανοσωματιδίων αργύρου αυξάνεται. Η σταθερή θέση της κορυφής απορρόφησης δείχνει ότι τα νέα σωματίδια δεν συσσωματώνονται. Όσον αφορά το δείγμα HF2, η θέση της κορυφής έχει μια ελαφρά κόκκινη μετατόπιση (451,06 nm), που υποδηλώνει την έναρξη της συσσωμάτωσης νανοσωματιδίων.cistanche δοσολογία redditΑνάλυση SEM Τα νανοσωματίδια αργύρου υποβλήθηκαν σε ανάλυση μικρογράφου SEM για την κατανόηση της τοπολογίας των ιόντων αργύρου. Η μορφολογία των νανοσωματιδίων αργύρου μελετήθηκε μέσω ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης (SEM). Μικρογραφίες SEM των νανοσωματιδίων SF1, HF2, SM3 και HM4 που συντίθενται εμφανίζονται στο Σχήμα 2.

Σύμφωνα με την ανάλυση SEM, τα νανοσωματίδια αργύρου ήταν σφαιρικά (στην περίπτωση του HM4), περίπου σφαιρικά (στην περίπτωση του SM3), πλάκα και μερικά ακανόνιστα (στην περίπτωση των SF1 και HF2). Ανάλυση XRD Η δομή των παρασκευασμένων νανοσωματιδίων αργύρου έχει διερευνηθεί με ανάλυση περίθλασης ακτίνων Χ (XRD). Το XRD των νανοσωματιδίων SF1, HF2, SM3 και HM4 εμφανίζεται στο Σχήμα 3.

Όπου '入' είναι το μήκος κύματος της ακτίνας Χ (0.1541 nm),' ' είναι FWHM (πλήρες πλάτος στο μισό μέγιστο), 'θ' είναι η γωνία περίθλασης και η διάμετρος σωματιδίου του 'D (μέγεθος) . Το μοτίβο περίθλασης ακτίνων Χ των συντιθέμενων νανοσωματιδίων (SF1) δείχνει κορυφές περίθλασης σε 20=32.319,32.779,46.70 μοίρες και 61.349, οι οποίες μπορούν αντίστοιχα να ευρετηριαστούν σε (111), (111), (210) και (310) δικτυωτά επίπεδα. Το μοτίβο περίθλασης ακτίνων Χ των συντιθέμενων νανοσωματιδίων (HF2) εμφανίζει κορυφές περίθλασης σε 20=32.10 μοίρες 39,28 μοίρες και 61,24 μοίρες , οι οποίες μπορούν αντίστοιχα να ευρετηριαστούν σε (111), (200) και (310) πλέγμα αεροπλάνα. Το μοτίβο περίθλασης ακτίνων Χ των συντιθέμενων νανοσωματιδίων (SM3) εμφανίζει κορυφές περίθλασης σε 20=32,72 μοίρες , 48,68 μοίρες και 61,20 μοίρες , οι οποίες μπορούν αντίστοιχα να ευρετηριαστούν σε (111), (211) και (310) δικτυωτά επίπεδα. Το μοτίβο περίθλασης ακτίνων Χ των συντιθέμενων νανοσωματιδίων (HM4) εμφανίζει κορυφές περίθλασης σε 20=32,62 μοίρες , 48,58 μοίρες και 59,46 μοίρες , οι οποίες μπορούν αντίστοιχα να ευρετηριαστούν σε (111), (211) και (300) δικτυωτά επίπεδα. Οι κορυφές υψηλής έντασης για τα νανοσωματίδια αργύρου στα δείγματα (SF1, HF2 και SM3) παρατηρήθηκαν σε 20=61,34 μοίρες, 61,24 μοίρες και 61,20 μοίρες, αντίστοιχα, που αντιστοιχούν στην ανάκλαση (310). Αυτό επιβεβαίωσε ότι οι δομές πλέγματος είναι bcc (κυβικά με κέντρο το σώμα).

Ένας αριθμός ανακλάσεων Bragg στο (111), (21l) και (300) σετ επιπέδων πλέγματος παρατηρήθηκε για το δείγμα νανοσωματιδίων αργύρου (HM4). Η υψηλή ένταση για τα υλικά fcc είναι γενικά η ανάκλαση (11l), η οποία παρατηρείται στο δείγμα από την πιο έντονη κορυφή στους 20=32,62 βαθμούς . Αυτό επιβεβαίωσε ότι η δομή του πλέγματος είναι fcc (με επίκεντρο κυβικό). Τα δεδομένα δειγμάτων νανοσωματιδίων αργύρου (SF1, HF2) και (SM3, HM4) παρουσιάζονται στον Πίνακα 1 (α, β), αντίστοιχα. Έχει βρεθεί ότι η συνύπαρξη κρυσταλλικών δομών bcc (SFl, HF2 και SM3) και fcc(HM4) εμφανίζεται με την αλλαγή των αναγωγικών παραγόντων (μαλακά και σκληρά μέρη του οργανισμού). Η σταθερά του πλέγματος έχει υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο, ένα =d*√(h2 συν k2 συν 12) για νανοσωματίδια αργύρου

δείγματα (SF1, HF2, SM3 και HM4). Ο μέσος όρος των τεσσάρων τιμών που υπολογίστηκαν από τις τιμές των που ελήφθησαν από τα δεδομένα για τις κορυφές βρέθηκε ότι είναι 4,66, 4,73, 4,69 και 4,66 Α, αντίστοιχα. Παρατηρείται ότι οι παράμετροι του πλέγματος των νανοσωματιδίων αργύρου μειώνονται με τη μείωση του μεγέθους των σωματιδίων. Το μέσο μέγεθος των δειγμάτων σωματιδίων νανοσωματιδίων (SF1, HF2, SM3 και HM4) βρέθηκε να είναι 67,07, 557,03, 80,66 και 20,63 nm, αντίστοιχα. Στην περίπτωση των σωματιδίων που συντέθηκαν σε μέσα HM4 το μέσο μέγεθος σωματιδίων ήταν 20,63 nm ενώ τα σωματίδια που συντέθηκαν σε SF1, HF2 και SM3 ήταν μεγαλύτερα κατά μέσο όρο.οφέλη από το εκχύλισμα κιστάνςΤα αποτελέσματα XRD δείχνουν ότι τα νανοσωματίδια είναι κρυσταλλικής φύσης και οι κρύσταλλοι έχουν κυβικό σχήμα. Το HF2 βρέθηκε να έχει ασυνήθιστα μεγάλο μέγεθος. Τα μεγαλύτερα σωματίδια αργύρου που συγκεντρώθηκαν μπορεί να οφείλονται στη συσσωμάτωση των μικρότερων. Η ανάλυση των προτύπων XRD επιβεβαίωσε τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τα φάσματα UV-Vis και ηλεκτρονικές μικρογραφίες των συντιθέμενων νανοσωματιδίων.

Βιοεφαρμογές

Λόγω του παρατηρούμενου χαρακτηρισμού της βιοσύνθεσης νανοσωματιδίων αργύρου από εκχύλισμα θαλάσσιων καρκινοειδών των σκληρών και μαλακών μερών αρσενικού και θηλυκού E. massiveness (SF1, HF2, SM3 και HM4), αξιοποιώντας τα καλύτερα αποτελέσματα των AgNPs (HM4) για αξιολόγηση της κυτταροτοξικότητας σε διαφορετικές καρκινικές κυτταρικές σειρές αντιικές, αντιμικροβιακές, αντιδιαβητικές, αντιαρθριτικές, αντιγηραντικές και αντιφλεγμονώδεις ιδιότητες.

Τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη δοκιμή κυτταροτοξικότητας έναντι διαφορετικών κυτταρικών σειρών τόσο για το ακατέργαστο εκχύλισμα όσο και για τα AgNP του σκληρού μέρους του αρσενικού E. massavensis (Πίνακας 2) έδειξαν ότι τα AgNPs που συντέθηκαν από το σκληρό μέρος του αρσενικού E. massavensis έχουν σχετικά ισχυρές κυτταροτοξικές ιδιότητες έναντι όλων οι δοκιμασμένες κυτταρικές σειρές (που προέρχονται από καρκίνο του παχέος εντέρου, του μαστού και του ήπατος) από το ακατέργαστο εκχύλισμα από το σκληρό αρσενικό Ε. massavensis. Οι τιμές IC50 της κυτταροτοξικότητας που ελήφθησαν από τα AgNPs ήταν σχεδόν κοντά σε αυτές που ελήφθησαν από το φάρμακο αναφοράς, ειδικά στον καρκίνο του παχέος εντέρου. Αυτά τα αποτελέσματα συμφωνούν με διαφορετικές προηγούμενες μελέτες, οι οποίες αποδείχθηκαν ότι τα AgNPs που συντέθηκαν από εκχύλισμα μέλισσας έδειξαν υψηλή σχετική δράση έναντι της κυτταρικής σειράς CACO που προέρχεται από τον ανθρώπινο καρκίνο του παχέος εντέρου με 58,6 τοις εκατό αναστολή [32,33]. Άλλη μελέτη έδειξε ότι τα AgNPs ήταν σε θέση να μειώνουν τη βιωσιμότητα του όγκου ασκίτη του λεμφώματος Dalton [34]. Τα AgNP από κοινά φαρμακευτικά φυτά όπως το Taraxacum officinale και το Commelina nudiflora έδειξαν την υψηλή κυτταροτοξική τους δράση έναντι των ανθρώπινων καρκινικών κυττάρων του ήπατος (HepG2) και των καρκινικών κυττάρων του παχέος εντέρου (HCT-116)[35,36]. Μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι μέσα στα κύτταρα, τα νανοσωματίδια διασχίζουν εύκολα την πυρηνική μεμβράνη και αλληλεπιδρούν βαθιά με τα ενδοκυτταρικά μακρομόρια όπως οι πρωτεΐνες και το DNA. Βιολογικά συντιθέμενα AgNP ικανά να εναλλάσσουν την κυτταρική μορφολογία των καρκινικών κυττάρων που αποτελούν πρώιμο δείκτη για απόπτωση που μπορεί να προσδιοριστεί με δομική εναλλαγή στα κύτταρα [37]. Τα δεδομένα ελήφθησαν από την αντιμικροβιακή αξιολόγηση τόσο των ακατέργαστων όσο και των AgNPs από το κέλυφος του E. massivansis (Πίνακας 3) έδειξαν καλύτερη αντιβακτηριακή δράση έναντι βακτηρίων θετικών κατά Gram, (Staphylococcus aureus, Streptococcus mutants, Bacillus subtilis, Enterococcus faeptococcus, pyogenes) κατά ζώνες αναστολής κυμαίνονταν από 9-15 mm διάμετρος. Ενώ, το ακατέργαστο εκχύλισμα δεν έδειξε δραστηριότητα. Από την άλλη πλευρά, τα AgNPs έδειξαν καλή αντιβακτηριακή δράση έναντι των αρνητικών κατά Gram βακτηρίων (Salmonella typhimurium, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli και Klebsiella pneumonia) με ζώνες αναστολής που κυμαίνονταν από 10-14 mm διάμετρο. Το ακατέργαστο εκχύλισμα από το κέλυφος του αρσενικού E.massivansis έδειξε παρόμοια αποτελέσματα με ζώνες αναστολής που κυμαίνονταν από 10-16 mm σε διάμετρο εκτός από το E.coli που δεν παρουσίασε καμία δραστηριότητα. Με παρόμοιο τρόπο με τα θετικά κατά Gram βακτήρια, τα AgNPs παρουσίασαν επίσης σχετικά μέτρια αντιμυκητιακή δράση έναντι των Aspergillus fiumigatus, των νανομορφών Cryptococcus, του Candida albicans και του Aspergillus Brasilienses με ζώνες αναστολής διαμέτρου 10-15 mm. Ωστόσο, το ακατέργαστο εκχύλισμα δεν παρουσιάζει καμία δραστηριότητα. Αυτά τα αποτελέσματα συμφωνούν με άλλες προηγούμενες μελέτες που αναφέρθηκαν ότι τα AgNPs από την αιμολέμφο θαλάσσιων καβουριών (Carcinus maenas, Ocypode quadrata και Polychaeta) έδειξαν υψηλή αντιβακτηριακή δράση έναντι διαφορετικών παθογόνων. Μπορεί να συζητηθεί σύμφωνα με τη μεγάλη επιφάνεια δραστηριότητάς τους των AgNPs που τους επιτρέπουν να επιτυγχάνουν καλύτερη επαφή με μικροοργανισμούς. Τα νανοσωματίδια απορροφώνται στην κυτταρική μεμβράνη και εισέρχονται μέσα στα βακτηριακά κύτταρα τα οποία αλληλεπιδρούν με την πρωτεΐνη που περιέχει θείο στην κυτταρική μεμβράνη των βακτηρίων καθώς και με την ένωση συνεχούς φωσφόρου όπως το DNA. Τα AgNPs προκαλούν αναστολή της αντιγραφής του DNA ενός βακτηριακού κυττάρου που προκαλεί αναστέλλει την κυτταρική διαίρεση που προκαλεί βακτηριακό κυτταρικό θάνατο [38,39]. Μια άλλη σημαντική εφαρμογή των AgNPs είναι η αντιική δράση.

Τα αποτελέσματα που λήφθηκαν στη μελέτη μας ανέφεραν ότι η αντιική δράση των AgNPs που συντέθηκαν από τον εξωσκελετό του αρσενικού E. massiveness έδειξε μέτρια αντιική δράση έναντι του HAV-10 και ασθενή δράση έναντι του HSV-1(Πίνακας 4) . Από την άλλη πλευρά, το ακατέργαστο εκχύλισμα από το σκληρό μέρος του αρσενικού E.massavensis δεν έδειξε αντιική δράση. αυτά τα αποτελέσματα συμφωνούν με μια προηγούμενη μελέτη που έδειξε ότι η επίδραση των AgNPs σε πολλούς τύπους λοίμωξης από ιούς όπως ο ιός της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας τύπου 1 (HIV) ο ιός του απλού έρπητα τύπου 1 HSV-1, ο ιός της ηπατίτιδας Β (HBV), Ιός της ευλογιάς των πιθήκων, ιός Tacaribe (TCRV) και αναπνευστικός συγκυτιακός ιός [40]. Τα AgNPs που συντέθηκαν από το κέλυφος του αρσενικού E. massiveness παρουσίασαν επίσης σχετικά υψηλότερη αντιγηραντική δράση από το ακατέργαστο εκχύλισμα. Αυτά τα αποτελέσματα είναι στην ίδια ευθυγράμμιση με πολλές προηγούμενες μελέτες που κατέδειξαν το ρόλο των AgNPs στην προστασία από τη φωτογήρανση που προκαλείται από την UVB και το ρόλο των νανοσωματιδίων σε καλλυντικά που χρησιμοποιούνται για τη φροντίδα του δέρματος, των μαλλιών, των νυχιών και των χειλιών [41,42]. Τα AgNPs που συντέθηκαν από τον εξωσκελετό του αρσενικού E. massiveness παρουσίασαν μέτρια αντι-αρθριτική δράση χρησιμοποιώντας τη μέθοδο αναστολής της μετουσίωσης πρωτεΐνης. Ενώ το ακατέργαστο εκχύλισμα έχει πολύ χαμηλή αντι-αρθριτική δράση σε σύγκριση με το Diclofenac sodium ως τυπική ένωση (Πίνακας 5). Αυτά τα αποτελέσματα συμφωνούν με μια προηγούμενη μελέτη που ανέφερε ότι τα AgNPs από θαλάσσια ασπόνδυλα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως ισχυροί αντιαρθριτικοί παράγοντες λόγω της περιεκτικότητας σε βιοδραστικές ενώσεις που χρησιμοποιούνται για την πρόληψη της φλεγμονής με τον πόνο και τα συμπτώματα μειωμένης κινητικότητας είναι μια πρωταρχική απαίτηση στη θεραπεία της αρθρίτιδας [43,44]. Έχει αναφερθεί ότι ένα από τα χαρακτηριστικά πολλών μη στεροειδών αντιφλεγμονωδών φαρμάκων είναι η ικανότητά τους να σταθεροποιούν και να αποτρέπουν τη μετουσίωση [45].

Σε αυτή τη μελέτη, τα AgNPs(HM4) που συντίθενται από το σκληρό μέρος του αρσενικού E.massavensis έχουν υψηλότερο αντιδιαβητικό δυναμικό ανασταλτικής δράσης -γλυκοσιδάσης και -αμυλάσης από το ακατέργαστο εκχύλισμα σε σύγκριση με την Ακαρβόζη ως τυπική ένωση (Πίνακας 5) . Αυτά τα αποτελέσματα συμφωνούν με διάφορες προηγούμενες μελέτες που ανέφεραν ότι μια σημαντική μείωση του σακχάρου στο αίμα σε αρουραίους που έλαβαν θεραπεία με AgNPs χρησιμοποιώντας P. sapota και εκχύλισμα φύλλων Lonicera japonica και απέδειξαν ότι τα AgNPs παρουσιάζουν αντιδιαβητική δράση, όπως αξιολογήθηκε in vitro και in vivo. Τα SNPs αποσαφηνίστηκαν ως αντιδιαβητικοί παράγοντες που οδηγούν σε μείωση της γλυκόζης του αίματος [46-48].

συμπεράσματα

Τα νανοσωματίδια αργύρου συντέθηκαν με τη μέθοδο χημικής αναγωγής χρησιμοποιώντας εκχύλισμα θαλάσσιων καρκινοειδών από τα σκληρά και μαλακά μέρη του αρσενικού και του θηλυκού E. massiveness. Τα νανοσωματίδια χαρακτηρίστηκαν με φασματοσκοπία UV-Vis, SEM και XRD. Η ανάλυση των προτύπων XRD επιβεβαίωσε τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τα φάσματα UV-Vis και ηλεκτρονικές μικρογραφίες των συντιθέμενων νανοσωματιδίων. Τα AgNPs (HM4) εμφάνισαν κυτταροτοξική δράση σε διαφορετικές καρκινικές κυτταρικές σειρές αντιιικές, αντιμικροβιακές, αντιδιαβητικές, αντιαρθριτικές, αντιγηραντικές, αντιφλεγμονώδεις. Ο χαρακτηρισμός AgNPs da και 7.1 μπορεί να εισαχθούν πολλά υποσχόμενες εφαρμογές σε ιατρικές πτυχές.

Αυτό το άρθρο προέρχεται από την Αίγυπτο. J. Chem. Τομ. 64, Νο. 8 σελ. 4653 - 4662 (2021)