جلد 17 -
جلد 17 - صفحات 419-404 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Research code: 1445
Ethics code: IR.ABADANUMS.REC.1401. 028
Clinical trials code: ----
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Abbasi S, Niazvand F, Jomehzadeh N, Koolivand Z, Chamkouri N. Synthesis of Silver-zinc Oxide Nanocomposites From Cellulose of Barhi Date Palm (Phoenix dactylifera L.) Seeds and Assessing their Phytochemicals, Antibacterial Activity, and Cytotoxicity. Qom Univ Med Sci J 2023; 17 : 2806.1
URL: http://journal.muq.ac.ir/article-1-3648-fa.html
URL: http://journal.muq.ac.ir/article-1-3648-fa.html
عباسی ثمانه، نیازوند فیروزه، جمعه‌زاده نبی، کولیوند زهرا، چم‌کوری نرگس. سنتز نانوکمپوزیت‌های نقره‌ـ‌اکسید روی با استفاده از سلولز هسته خرمای برحی همراه با ارزیابی فیتوشیمیایی، فعالیت ضدباکتریایی و سمّیّت سلولی. مجله دانشگاه علوم پزشکی قم. 1402; 17 () :404-419
ثمانه عباسی1 
، فیروزه نیازوند2 ، نبی جمعه‌زاده1 ، زهرا کولیوند3 ، نرگس چم‌کوری* 4
، فیروزه نیازوند2 ، نبی جمعه‌زاده1 ، زهرا کولیوند3 ، نرگس چم‌کوری* 4
1- گروه میکروب‌شناسی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم‌پزشکی آبادان، آبادان، ایران
2- گروه آناتومی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم‌پزشکی آبادان، آبادان، ایران.
3- گروه ایمنی‌شناسی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم‌پزشکی آبادان، آبادان، ایران.
4- گروه بیوشیمی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم‌پزشکی آبادان، آبادان، ایران ،narges.chamkouri@gmail.com
2- گروه آناتومی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم‌پزشکی آبادان، آبادان، ایران.
3- گروه ایمنی‌شناسی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم‌پزشکی آبادان، آبادان، ایران.
4- گروه بیوشیمی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم‌پزشکی آبادان، آبادان، ایران ،
متن کامل [PDF 5728 kb]
(316 دریافت)
| چکیده (HTML) (705 مشاهده)
متن کامل: (286 مشاهده)
مقدمه
درخت نخل Phoenix Dactylifera L قسمت‌های مختلفی شامل برگ، هسته، میوه و کلاهک دارد [1] و به‌طور متوسط حدود ۱۰ درصد وزن خرما را هسته آن تشکیل می‌دهد [1]. هسته خرما از ترکیبات اسیدهای چرب اشباع و غیر‌اشباع مانند اسیدهای پالمیتیک، استئاریک، لینولئیک، اولئیک و فلزاتی مانند روی، کلسیم و پتاسیم تشکیل شده است. در هسته خرما اسیدهای چرب اشباع و غیر‌اشباع موجب افزایش تستوسترون و کاهش غلظت دی هیدروتستوسترون و در نهایت، مهارکننده آنزیم ۵-آلفا-ردوکتاز می‌شوند. ترکیبات موجود در هسته خرما مانند روی در ترکیب با اسید لینولئیک سبب مهار تولید اسیدنیتریک NO و افزایش استروئیدسازی در سلول‌های بینابینی بیضه شده، در نتیجه با افزایش تولید تستوسترون از طریق بیوسنتز ۱۷-بتا هیدروکسی استروئید دی هیدروژناز، سبب افزایش متابولیسم استروئیدها می‌شوند [2-4].
یکی از گونه‌های بومی خرما که کشت بالایی در استان خوزستان و شهرستان آبادان دارد، خرمای برحی است که هسته آن بدون فرآوری خاصی دورریز می‌شود. این مسئله افزون بر اینکه از دید افزایش ضایعات به محیط زیست آسیب می‌رساند، می‌تواند از عوامل هدررفت هزینه در کشاورزی نیز محسوب شود [5].
در حال حاضر، روش‌های فیزیکی و شیمیایی مختلفی برای سنتز نانوذرات و نانوکامپوزیت‌ها وجود دارد. اخیراً محققان پی بردند که گیاهان، موجودات زنده و مواد زیستی می‌توانند پیش‌سازهای فلزی را احیا کنند [6]. گسترش و کاربردی بودن روش بیوسنتز نانوذرات و نانوکامپوزیت‌ها در استفاده از احیاکننده‌های طبیعی به سبب غیر‌سمی بودن، مقرون به صرفه است [6]. انواع مختلفی از نانوذرات فلزی و اکسید فلزی برای بیوسنتز نانوذرات زیستی برای اهداف دارویی و پزشکی استفاده شده‌اند که از پرکاربردترین آن‌ها می‌توان به بیوسنتز نانوذرات و نانوکامپوزیت‌های طلا، روی و نقره اشاره کرد [6-8].
سرطان سینه با شیوع 8/47 درصد، شایع‌ترین سرطان محسوب می‌شود [9]. با توجه به عوارض روش‌های درمانی مانند جراحی، شیمی‌درمانی، پرتودرمانی، هورمون‌درمانی و میزان تأثیر این روش‌ها بر درمان بیماران و از طرف دیگر، هزینه بالای این روش‌ها، نیاز مبرمی به استفاده از فناوری‌های نوین برای یافتن روش‌های جدید و پربازده با عوارض جانبی و هزینه کمتر برای درمان احساس می‌شود [9، 10].
یکی از عوامل اصلی مرگ‌و‌میر میلیون‌ها انسان در سراسر جهان، عفونت‌های باکتریایی هستند [11]. مصرف بی‌رویه آنتی‌بیوتیک‌ها باعث ایجاد پدیده مقاومت آنتی‌بیوتیکی شده است. مطالعات نشان داده‌اند نانوذرات فلزی، از جمله نقره، روی و مس از رشد باکتری‌ها جلوگیری می‌کنند [12]. با توجه به مشکلات و عوارض رایج مصرف آنتی‌بیوتیک‌ها، از جمله افزایش موارد مقاومت باکتری‌ها، روش‌های جایگزین مانند استفاده از گیاهان دارای خواص آنتی‌باکتریال، رواج زیادی در درمان پیدا کرده است [13، 14].
با توجه به اهمیت موضوع، شناخت و تولید مواد زیستی اثرگذار برای حذف باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک از ارزش بالایی برخوردار است. در این پژوهش برای اولین بار به سنتز نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی عصاره سلولز هسته خرمای گونه برحی و مطالعه اثر آنتی‌باکتریال و سمّیّت سلولی آن به‌عنوان یک داروی بالقوه و سازگار با محیط زیست پرداخته شده است.
مواد و روش‌ها
در این مطالعه، مواد شیمیایی استفاده‌شده برای سنتز نانوکامپوزیت مانند نقره نیترات (AgNO3)، روی نیترات 6 آبه
[Zn(NO3)2.6H2O] و سدیم هیدروکسید (NaOH) ساخت شرکت مرک آلمان تهیه شد. محیط کشت سلولی 1640 RPMI، رنگ تریپان بلو، سرم جنین گاوی (FBS)، محلول آنتی‌بیوتیک پنی‌سیلین / استرپتومایسین و محلول اتیلن دی آمین تترا استیک اسید-تریپسین (EDTA- Trypsin) از شرکت گیبکوی آلمان خریداری شدند. پودر MTT (3-4و 5-دی متیل تیازول-2-ایل) و حلال دی متیل سولفوکساید (DMSO) شرکت سیگما الدریش ایالات متحده آمریکا تهیه شدند.
تهیه هسته خرما، عصاره‌گیری و استخراج سلولز
خرمای برحی در سال 1401 از نخلستان‌های موجود در سطح شهر آبادان جمع‌آوری شد. ابتدا هسته خرما جدا و سپس با آب معمولی و بعد با آب مقطر شست‌وشو داده و در نهایت در سایه خشک شدند و به‌صورت پودر درآمدند. برای تهیه عصاره هیدروالکلی، ابتدا 10 گرم پودر هسته خرما به همراه 100 میلی‌لیتر اتانول 96 درصد در بشر روی هیتر-استیرر با دمای 60 درجه سانتی‌گراد قرار داده شد. بعد از 1 ساعت و پس از سرد شدن، محتویات بشر با استفاده از کاغذ صافی (واتمن شماره 1) صاف شد و محلول حاصل برای استفاده در مرحله بعد در دمای 4 درجه سانتی‌گراد نگهداری شد. سپس با استفاده از دستگاه روتاری با ایجاد خلأ حلال جداسازی شد.
برای استخراج سلولز هسته خرما، 5 میلی‌لیتر عصاره هسته با 50 میلی‌لیتر محلول اسید سولفوریک 98 درصد و 200 میلی‌لیتر آب مقطر به مدت 50 دقیقه در دمای اتاق مخلوط شد. برای به دست آوردن نانو بلورهای سلولز، مخلوط حاصل به مدت 10 دقیقه با سرعت 10000 دور در دقیقه سانتریفیوژ شدند. سپس برای شست‌وشوی نانوذرات به‌دست‌آمده از آب دیونیزه استفاده شد (3 بار) و در نهایت در یک حمام بن ماری با دمای 45 درجه سانتی‌گراد، نمونه‌ها 2 بار و به مدت 5 دقیقه توسط اولتراسونیک مخلوط شدند [6].
ارزیابی ترکیبات فیتوشیمیایی عصاره هسته خرما
در این مطالعه، غلظت فنل کل، ترکیبات فلاونوییدی و آسکوربیک اسید بررسی شد. غلظت فنل کل بر اساس روش رنگ‌سنجی فولین / سیوکالتو و با استفاده از گالیک اسید به عنوان استاندارد انجام شد. برای بررسی میزان فنل، 5/0 میلی‌لیتر عصاره سلولز هسته خرما، 5/0 میلی‌لیتر از هر محلول استاندارد و 5/2 میلی‌لیتر معرف فولین سیوکالتو رقیق اضافه شد. سپس ۳ میلی‌لیتر محلول سدیم کربنات به آن اضافه شد و در نهایت در طول موج ۷۶۵ نانومتر، غلظت فنل در عصاره خوانده شد [14].
در بررسی غلظت ترکیبات فلاونوییدی، ابتدا محلول‌های استاندارد با غلظت‌های مختلف از کوئرستین در متانول تهیه شد. محتوای فلاونویید به روش رنگ‌سنجی کلرید آلومینیوم با استفاده از کوئرستین به‌عنوان استاندارد اندازه‌گیری شد. برای بررسی ترکیبات فلاونوییدی، 5/0 میلی‌لیتر عصاره هسته خرما، 2/0 میلی‌لیتر از محلول استاندارد، 2/0 میلی‌لیتر کلرید آلومینیوم و 1/0 میلی‌لیتر اسید استیک افزوده و به خوبی هم‌زده شد. میزان غلظت فلاونویید با دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج ۴۱۴ نانومتر خوانده شد [14].
برای سنجش آسکوربیک اسید، ابتدا آب برومین به نمونه عصاره هسته خرما اضافه شد تا جایی که رنگ آن به زرد / نارنجی تغییر کرد. سپس با اسید اگزالیک4 درصد، حجم آن به ۲۵ میلی‌لیتر رسانده شد. سپس به ۲ میلی‌لیتر از محلول تهیه‌شده ۱ میلی‌لیتر آب مقطر اضافه شد. به دنبال آن ۱ میلی‌لیتر معرف ۲ و ۴-دی نیتروفنیل هیدرازین ۲ درصد و 1 تا 2 قطره تیوره اضافه و در دمای 37 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ساعت قرار داده شد. جذب با دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج ۵۴۰ نانومتر خوانده شد [14].
سنتز، بهینه‌سازی و تعیین مشخصه‌یابی نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده از سلولز
برای سنتز و بهینه‌سازی شرایط نانوکامپوزیت‌ها، اثر زمان و دما، غلظت و حجم‌های مختلف از نقره نیترات و روی نیترات بررسی شد. در این سنتز برای تعیین شرایط بهینه، غلظت‌های مختلف از محلول‌های نقره نیترات و روی نیترات (0001/0 تا 1 مولار)، حجم (25/0 تا 25/1 میلی‌لیتر)، دما (30 تا 60 درجه سانتی‌گراد) و زمان تماس (1 تا 13 دقیقه) ارزیابی شدند. سنتز در حمام اولتراسونیک انجام و به 10 میلی‌لیتر از عصاره سلولز هسته خرما، مقادیر مختلف از محلول نقره نیترات (AgNO3) و محلول روی نیترات 6 آبه
[Zn(NO3)2.6H2O] اضافه شد.
در نهایت، نمونه‌ها در آون 60 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت قرار داده شدند. با افزودن سدیم هیدروکسید (NaOH) ،pH نمونه در 10 تنظیم شد و در پایان، رسوب حاصل به مدت 5 دقیقه با دور rpm5000 سانتریفیوژ و با آب مقطر شست‌وشو داده شد. سپس 2 مرتبه نمونه‌ها در آون 60 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت قرار گرفتند و در نهایت، به‌صورت پودر در دسیکاتور در دمای اتاق نگهداری شدند [14].
بعد از سنتز نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده از سلولز، تعیین مشخصات آن با استفاده از اسپکتروفتومتر ماوراء بنفش مرئی (UV-Vis)، مدل UV-2550 ساخت شرکت شیمادزوی ژاپن، تفرق پراش اشعه ایکس (XRD)، دستگاه X’ Pert Pro شرکتPanalytical هلند، طیف‌سنجی مادون قرمز
(FT-IR) مدل Spectrum Two از شرکتPerkinElmer ایالات متحده آمریکا، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) شرکت ZEISS آلمان-مدل Sigma VP و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) شرکت Zeiss-EM10C-100 KV آلمان بررسی شد.
خلوص نانوکامپوزیت به‌دست‌آمده با استفاده از دستگاه طیف‌سنج تفرق پراش اشعه ایکس بررسی شد. برای بررسی مورفولوژی سطح و توزیع ذرات به‌دست‌آمده از میکروسکوپ روبشی و اندازه و سایز نانوکامپوزیت از میکروسکوپ عبوری استفاده شد. برای بررسی تعیین گروه‌های عاملی شیمیایی نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی از آنالیز طیف FT-IR استفاده شد.
بررسی فعالیت‌های ضدباکتریایی
سوش‌های استاندارد باکتریایی استافیلوکوکوس اورئوس(ATCC 25923)، اشرشیاکلی(ATCC 25922) و کلبسیلاپنومونیه (ATCC BAA 1705) از مرکز کلکسیون میکروارگانیسم‌های صنعتی ایران تهیه شد. دیسک‌های آنتی‌بیوتیک تتراسایکلین، کلیندامایسین، اریترومایسین، ونکومایسین و جنتامایسین از شرکت پادتن طب تهیه شد. اثرات ضدباکتریایی نانوکامپوزیت سنتز‌شده با عصاره هسته خرما بر باکتری‌های اشرشیاکلی، کلبسیلاپنومونیه و استافیلوکوکوس اورئوس به روش انتشار چاهک بررسی شد. برای هریک از باکتری‌های نام‌برده به‌طور جداگانه، سوسپانسیون میکروبی در سرم فیزیولوژی استریل تهیه و غلظت آن مطابق با استاندارد نیم مک‌فارلند تنظیم شد و شمارش باکتری در آن (CFU/mL 108× 5/1) بود.
اثرات عصاره و نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده از سلولز در غلظت‌های 25، 50، 100، 200، 250 و 500 میکروگرم بر لیتر بررسی شدند. در هر پلیت، 4 چاهک ایجاد شد و در هر چاهک به‌صورت جداگانه 100 میکرولیتر از عصاره هسته خرما و نانوکامپوزیت سنتز‌شده ریخته شد. سپس پلیت به مدت 24 ساعت در انکوباتور قرار داده شد و قطر هاله عدم رشد باکتری اندازه‌گیری شد. آنتی‌بیوتیک‌هایی مانند تتراسایکلین، کلیندامایسین، اریترومایسین، ونکومایسین و جنتامایسین به‌عنوان کنترل مثبت و از آب مقطر به‌عنوان کنترل منفی استفاده شد.
تمام آزمایش‌ها به‌صورت 2 بار تکرار انجام شده است. برای پردازش‌های آماری، از نرم‌افزار SPSSنسخه 22 استفاده شـد. در صـورت معنـادار بـودن اثـر عوامـل ایـن پژوهـش بـر متغیرهـای وابسـته، انـدازه اثـر نیـز بـا اسـتفاده از ضریـب گـزارش شـد. پس از بررسی نرمال بودن داده‌ها با آزمون کولوموگروف‌اسمیرنف و تساوی واریانس‌ها، نتایج با آنالیز واریانس یک‌طرفه تجزیه‌و‌تحلیل آماری شد. سطح معناداری در آزمون‌ها 05/0 در نظر گرفته شد.
بررسی اثر سمّیّت روی سلول سرطانی سینه انسانی MCF-7 و MCF-10A
رده سلولی سرطانی سینه انسانی MCF-7 و رده سلولی نرمال MCF-10A از بانک سلولی انستیتو پاستور ایران تهیه شدند. هر دو رده سلولی در محیط کشت 1640 RPMI حاوی 10 درصد FBS و 1 درصد آنتی‌بیوتیک کشت داده شدند و در انکوباتور CO2 با دمای 37 درجه سانتی‌گراد، رطوبت 95 درصد و دی‌اکسید‌کربن 5 درصد نگهداری شدند. پس از رشد رده سلول‌های MCF-7 و MCF-10A، سلول‌ها از کف فلاسک توسط EDTA- Trypsin جداسازی شده و با تراکم 103×5 بر میلی‌لیتر سوسپانسیون شدند. 200 میکرولیتر از سوسپانسیون به هریک از پلیت‌های 96 خانه اضافه شد و پلیت‌ها به مدت 24 ساعت در انکوباتور CO2 5 درصد با شرایط فوق‌الذکر نگهداری شدند تا سلول‌ها به کف پلیت بچسپند. مقادیر متفاوتی از عصاره سلولز و نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده از سلولز در زمان‌های مختلف به چاهک‌ها اضافه شد. به هر چاهک، محیط کشت بدون FBS به همراه 50 میکرولیتر محلول MTT اضافه و در انکوباتور نگهداری شدند.
پس از طی زمان انکوباسیون، محیط کشت هر‌کدام از چاهک‌ها تخلیه شد و به هر چاهک 700 میکرولیتر حلال DMSO به مدت 20 دقیقه در تاریکی اضافه شد. برای محاسبه درصد زنده ماندن سلولی، جذب در طول موج 540 نانومتر اندازه‌گیری شد. درصد سلول‌های زنده از فرمول شماره 1 محاسبه شد [13]. میزان مهار رشد با استفاده از IC50 (غلظتی از عصاره یا نانوکامپوزیت که رشد 50 درصد سلول‌ها را مهار می‌کند) محاسبه شد.
1.
یافته‌ها
در این مطالعه، حضور ترکیبات فیتوشیمیایی و احیاکننده‌ای مانند فنل، فلاونویید و آسکوربیک اسید عصاره سلولز خرما بررسی شد. غلظت کل این ترکیبات در عصاره سلولز هسته خرما به‌طور خلاصه در جدول شماره 1 نشان داده شده است. در این بررسی غلظت فلاونویید و فنل بالاترین میزان به دست آمد.
برای بهینه‌سازی شرایط سنتز نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سلولز هسته خرمای گونه برحی، غلظت و حجم مختلفی از نقره نیترات و روی نیترات در زمان‌ها و دماهای متفاوتی ارزیابی شد. در بررسی غلظت‌های 0001/0 تا 1 مولار، غلظت 001/0 مولار نقره نیترات و روی نیترات 001/0 مولار به‌عنوان بالاترین میزان سنتز نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی به دست آمد. در بررسی حجم، بیشترین مقدار جذب با افزایش 5/0 میلی‌لیتر محلول نقره نیترات 001/0 مولار و 1 میلی‌لیتر از محلول روی نیترات 001/0 مولار مشاهده شد.
نتایج بررسی اثر زمان بر سنتز نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده از سلولز نشان داد که حداکثر مقدار جذب در زمان 8 دقیقه مشاهده می‌شود. این زمان به‌عنوان زمان بهینه در سنتز نانوکامپوزیت با عصاره هسته خرما انتخاب شد. درباره عصاره هسته خرما مقدار جذب از دمای 30 تا 45 درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد که بیشترین مقدار جذب در دمای 45 درجه سانتی‌گراد مشاهده شد. مقدار جذب از دمای 45 تا 60 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد؛ بنابراین دمای 45 درجه سانتی‌گراد به‌عنوان دمای بهینه بیوسنتز نانوکامپوزیت با عصاره هسته انتخاب شد. نتایج بررسی اثر غلظت، حجم، زمان و دما بر سنتز نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی با عصاره سلولز هسته خرما در تصویر شماره 1 (الف-د) نشان داده شده است.
مشخصه‌یابی نانوکامپوزیت سنتز‌شده
طیف جذبی با دستگاه اسپکتروفتومتر ماوراء بنفش مرئی برای نانوکامپوزیت سنتز‌شده با عصاره سلولز هسته خرما در تصویر شماره 2 نشان داده شد. بیشترین مقدار جذب نانوکامپوزیت سنتز‌شده در طول موج 392 نانومتر مشاهده شد [14].
نتایج بررسی میکروسکوپ الکترونی عبوری و روبشی نانوکامپوزیت سنتز‌شده با عصاره سلولز هسته خرما در تصویر شماره 3 نشان داده شده است. بر اساس نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری، اندازه ذرات نانوکامپوزیت سنتز‌شده 5±20 نانومتر و کروی شکل بود.
نتایج بررسی الگوی XRD از نانوکامپوزیت سنتز‌شده با عصاره هسته خرما در تصویر شماره 4 نشان داده شده است. پیک‌های XRD مربوط به اندیس‌های میلر در سطوح 111، 200، 220، 311 و 400 درجه گواه تشکیل نانوکامپوزیت صحیح نقره و اکسید روی سنتز‌شده با عصاره سلولز هسته خرماست.
آنالیز FT-IR عصاره سلولز هسته خرما و نانوکامپوزیت سنتز‌شده در تصویر شماره 5 نشان داده شده است. پیک 1-cm 516 مربوط به تشکیل گروهO-Zn-O است. پیک‌های قوی عصاره سلولز در پیک 1-cm 3443 (گروه هیدروکسیل O-H)، پیک
1-cm 1635 (گروه C=O) و پیک 1-cm 1670 (گروه C-H) را نشان می‌دهد. در FT-IR نانوکامپوزیت پیک 1-cm 3558 به‌عنوان گروه هیدروکسیل در الکل و فنل‌ها شناسایی شد.
نتایج بررسی فعالیت ضدباکتریایی عصاره و نانوکامپوزیت سنتز‌شده
میزان قطر هاله عدم رشد برای نانوکامپوزیت و عصاره سلولز هسته خرما در غلظت‌های 50، 100، 200، 250 و 500 میکروگرم بر لیتر به روش انتشار چاهک بررسی شد. نتایج آزمایش فعالیت ضدباکتریایی نانوکامپوزیت سنتز‌شده و عصاره روی باکتری‌های استافیلوکوکوس اورئوس، کلبسیلاپنومونیه، اشرشیاکلی در جدول شماره 2 نشان داده شده است.
بالاترین قطر هاله عدم رشد نانوکامپوزیت سنتز‌شده با عصاره هسته خرما برای باکتری‌های کلبسیلاپنومونیه و اشرشیاکلی، به ترتیب 5/0±3/21 میلی‌متر 7/0±4/19 میلی‌متر در غلظت 1µgL-500 به دست آمد. در غلظت 1µgL-500 نانوکامپوزیت سنتز‌شده اثر ضدباکتریایی قوی‌تری در برابر اشرشیاکلی نسبت به ترکیبات آنتی‌بیوتیکی استاندارد مانند اریترومایسین، کلیندامایسین و جنتامایسین از خود نشان می‌دهد.
میانگین قطر هاله عدم رشد نانوکامپوزیت در تمام غلظت‌ها برای باکتری کلبسیلاپنومونیه بیشتر از میانگین قطر هاله عدم رشد باکتری اشرشیاکلی بود. کمترین میزان قطر هاله عدم رشد برای نانوکامپوزیت در باکتری استافیلوکوکوس اورئوس دیده شد. با افزایش غلظت عصاره ارتباط معنادار بین نتایج در باکتری‌های بررسی‌شده وجود نداشت (1/0<P)، اما با افزایش غلظت نانوکامپوزیت ارتباط معنادار بین نتایج باکتری‌ها وجود داشت (03/0<P).
نتایج بررسی سمّیّت نانوکامپوزیت سنتز‌شده بر کشندگی رده سلولی سرطانی سینه انسانی MCF-7 و رده نرمال MCF-10A
بررسی‌ها نشان داد بین افزایش غلظت نانوکامپوزیت و عصاره سلولز هسته خرما و درصد کشندگی سلول‌های سرطانی سینه MCF-7 رابطه خطی و معناداری وجود دارد. با افزایش غلظت نانوذرات درصد کشندگی سلول‌های MCF-7 نیز افزایش می‌یابد. با افزایش غلظت عصاره و نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی از 25/0 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر به 1 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر میزان زنده ماندن سلول‌ها کاهش یافت.
نتایج دیگر این مطالعه نشان داد نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سلولز هسته خرما تأثیر کشندگی بالاتری نسبت به عصاره سلولز دارد. نانوکامپوزیت سنتز‌شده اثرات مهاری قابل‌توجهی بر رشد سلول‌های سرطانی سینه دارد. در بررسی رده نرمال MCF-10A در غلظت‌ها و زمان‌های متفاوت عصاره و نانوکامپوزیت بررسی شدند. نتایج نشان داد درصد زنده ماندن سلول‌های نرمال MCF-10A برای عصاره بعد از گذشت 72 ساعت 98 درصد است. همچنین درصد زنده ماندن سلول نرمال MCF-10A با نانوکامپوزیت سنتز‌شده سمّیّت بسیار کمی نشان داد.
میزان IC50 به‌دست‌آمده از نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده از سلولز به‌طور معناداری پایین‌تر از عصاره سلولز خرما بود. نتایج بررسی سمّیّت به روش MTT در تصویرهای شماره 6 و 7، به ترتیب برای سلول سرطانی و نرمال و همچنین میزان IC50 برای هر دو سلول در جدول شماره 3 نشان داده شده است.
بحث
در مطالعه حاضر به بررسی سنتز، خصوصیات فیتوشیمیایی، فعالیت آنتی‌میکروبیال و سمّیّت نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سلولز هسته خرمای گونه برحی پرداخته شد. در سنتز، یون‌های فلزی با استفاده از ترکیبات فیتوشیمیایی و احیاکننده در گیاهان و بدون نیاز به سورفکتانت در شرایط خاص دما، زمان و سایر عوامل پایدار‌کننده، طی یک واکنش سریع و ساده به نانوذرات و نانوکامپوزیت تبدیل می‌شوند [14، 15].
عصاره هسته خرما با دارا بودن مقادیر بالای ترکیبات فیتوشیمیایی و احیاکننده مانند فلاونوییدها و فنل، پتانسیل بالایی برای کاهش و سنتز نانوکامپوزیت پایدار نقره و اکسید روی دارند. نتایج به‌دست‌آمده از این مطالعه نشان می‌دهد در شرایط بهینه حجم، زمان، دما و غلظت، میزان بیشتری از یون‌های نقره و روی کاهش پیدا کرده و به نانوکامپوزیت تبدیل می‌شوند. در دما، زمان، حجم و غلظت‌های بالا به علت از بین رفتن ترکیبات فیتوشیمیایی و احیاکننده موجود در عصاره گیاهان، به‌خصوص ترکیبات فرار تولید نانوکامپوزیت پایدار کاهش می‌یابد [16، 17].
در مشخصه‌یابی نانوکامپوزیت، وجود پیک جذبی در طول موج حدود 392 نانومتر نشان‌دهنده تشکیل صحیح نانوذرات نقره-اکسید روی سنتز‌شده با عصاره هسته خرماست [14]. بر اساس میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری اندازه نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده 5±20 نانومتر و کروی شکل بود. انتظار می‌رود خاصیت ویژه نانوذرات و نانوکامپوزیت سنتز‌شده در این مطالعه، به‌دلیل اندازه نسبتاً کوچک و شکل مناسب آن‌ها باشد.
اندازه و شکل نانوذرات و نانوکامپوزیت‌های عصاره سلولز خرما عامل مهمی در درگیری مناسب با باکتری‌ها بوده و در نهایت، انهدام باکتری‌ها را افزایش می‌دهد [18]. شدت پیک‌های XRD نشان‌دهنده میزان بالای کریستال بودن نانوکامپوزیت ساخته شده است [14]. پیک‌های XRD مربوط به اندیس‌های میلر 111، 200 ، 220، 311 و 400 درجه گواه تشکیل نانوکامپوزیت پایدار نقره و اکسید روی است [14، 15].
بررسی FT-IR نشان داد هر بیومولکولی که پیوندهای C=O و C-H دارد، می‌تواند به‌عنوان عامل پوشش‌دهنده و احیاکننده نانوذرات و نانوکامپوزیت‌ها عمل کند [19-22]. گروه‌های عاملی و خصوصیات فیتوشیمیایی در نانوذرات و نانوکامپوزیت‌ها سبب احیا و جلوگیری از کلوخه شدن آن‌ها می‌شود [14]. گروه‌های عاملی به‌دست‌آمده از FT-IR، خصوصیات فیتوشیمیایی فلاونوییدها، فنل‌ها و اسید اسکوربیک در خرما را تأیید کردند. با افزایش غلظت مقدار ترکیبات کاهنده و فیتوشیمیایی نظیر ترکیبات فنلی و فلاونوییدی، میزان یون‌های بیشتری از نقره و روی برای تولید نانوکامپوزیت پایدار در معرض کاهش قرار گرفت [14].
با توجه به مطالعات انجام‌شده، نانوذرات به‌دلیل داشتن اثرات ضدسرطانی، ضدمیکروبی و آنتی‌اکسیدانی مورد توجه قرار گرفته‌اند. از این میان، نانوذرات نقره و روی به‌دلیل خصوصیات منحصر‌به‌فرد کاربرد گسترده‌تری دارند [14-25]. مطالعات دیگر نشان دادند با افزایش غلظت نانوکامپوزیت سنتز‌شده از عصاره، میزان هاله عدم رشد باکتری کلبسیلاپنومونیه بیشتر می‌شود. به عبارتی، میزان اثر ضدباکتریایی آن‌ها افزایش می‌یابد [16، 17].
بر اساس نتایج به‌دست‌آمده به نظر می‌رسد که وجود ترکیبات طبیعی و مواد مؤثر عصاره گیاه در سنتز نانوذرات نقره-اکسید روی باعث اصلاح سطحی آن‌ها شده و این اصلاح به نوعی باعث ایجاد اثر سینرژیک در خواص ضدباکتریایی نانوذرات حاصل شده است [18-21]. نانوکامپوزیت سنتز‌شده اثر ضدباکتریایی قوی‌تری در برابر کلبسیلاپنومونیه نسبت به ترکیبات آنتی‌بیوتیک استاندارد مانند کلیندامایسین، اریترومایسین و جنتامایسین از خود نشان داد. علت این امر میل ترکیبی بیشتر نقره و اکسید روی برای واکنش با بیومولکول‌های حاوی گوگرد و فسفر در سلول، اختلال در واکنش‌های تنفسی و تداخل در همانندسازی دی‌ان‌ای است [18-25]. گیاهان به‌دلیل متابولیت‌های ثانویه، از جمله فلاونوییدها و فنل‌ها فعالیت ضدمیکروبی و آنتی‌اکسیدانی داشته که به‌عنوان جلوگیری‌کننده از آسیب‌های اکسیداتیو سلولی عمل می‌کنند [6، 14، 18].
نتایج مطالعه نشان داد نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده از سلولز تأثیر کشندگی بالاتری نسبت به عصاره سلولزی دارد، زیرا میزان IC50 به‌دست‌آمده از نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی به‌طور معناداری پایین‌تر از عصاره سلولز خرما بود. درصد زنده ماندن سلول نرمال MCF-10A برای نانوکامپوزیت سنتز‌شده سمّیّت بسیار کمی نشان داد. نتایج مطالعات متعدد نشان داده‌اند اثر فعالیت آنتی‌باکتریال و ضدسرطانی نانوذرات روی سنتز‌شده از ریشه درخت نخل علیه پاتوژن‌هایی، از جمله کلبسیلاپنومونیه، سودوموناس آئروژینوزا، اشرشیاکلی، سالمونلا و استافیلوکوکوس اورئوس نسبت به آنتی‌بیوتیک‌های پنی‌سیلین، جنتامایسین و تتراسایکلین بیشتر بود [23].
مطالعه جدیدتری در سال 2022 نیز نشان داد فعالیت آنتی‌باکتریال و ضد‌قارچی عصاره آبی و الکلی نانوذرات نقره درخت نخل، اثرات ضدمیکروبی قابل‌توجهی دارد [24]. در مطالعه دیگری روی رده‌های سلولی MCF-7 و HeLa که به بررسی اثرات آنتی‌اکسیدانی نانوکامپوزیت سنتز‌شده از میوه درخت نخل خرما پرداخته بود، نتایج مؤید این موضوع بود که نانوذرات در دُز بسیار کم با بهبود آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی می‌توانند مکمل‌های امیدوارکننده‌ای برای جلوگیری از سمّیّت دوکسوروبیسین بدون تأثیر بر فعالیت ضدسرطانی رده‌های سلولی باشند [25].
همچنین در یک مطالعه، بررسی اثر نانوذرات نقره سنتز‌شده از خرما در کشت سلولی MCF-7 نشان داده شد که نانوذرات فعالیت ضدمیکروبی قابل‌توجهی برابر سویه‌های میکروبی انسانی دارند. همچنین نانوذرات سنتز‌شده از طریق نکروز، آپوپتوز یا مرگ برنامه‌ریزی‌شده سبب ایجاد سمّیّت سلولی می‌شوند که می‌توانند در مراحل مختلف چرخه سلولی اختلال ایجاد کند [26].
نتایج بررسی‌های دیگر نیز نشان داد عصاره هسته خرما قادر به احیای یون‌ها و سنتز نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی است، با این تفاوت که نانوکامپوزیت‌های سنتز‌شده سمّیّت سلولی بیشتری نسبت به عصاره دارد. علت این امر از طریق سازوکاری است که مانع پیشرفت چرخه سلولی از مرحله G1 به S شده و سبب افزایش مرگ سلولی و آپوپتوز در سلول‌هایMCF-7 می‌شود [25-28].
در یک مطالعه دیگر با بررسی نانوذرات اکسید روی بر سلول‌های MCF-7، پس از یک دوره انکوباسیون 24 ساعته، کاهش شدیدی در تعداد سلول‌های MCF-7 وابسته به غلظت نشان داده شد. در غلظت 100 میکروگرم بر میلی‌لیتر نانوذرات اکسید روی عصاره، تعداد سلول‌های MCF-7 به 8/76 درصد رسید. این یافته‌ها به‌عنوان یک تأیید برای اثر سایتوکسیک نانوذرات اکسید روی سنتز‌شده در نظر گرفته می‌شود [29].
در سال‌های اخیر به‌دلیل شیوع عفونت‌های ناشی از باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک، تحقیقات زیادی برای ساخت و تولید ترکیبات ضدمیکروبی جدید آغاز شده است [14-16]. با توجه فعالیت ضدسرطانی و ضدمیکروبی بالای نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده از سلولز، احتمالاً این عوامل می‌توانند جایگزین مناسبی برای داروهای رایج در آینده نزدیک باشند.
نتیجه‌گیری
نتایج این بررسی پتانسیل بالای احیای یون‌های نقره و روی و سنتز نانوکامپوزیت سلولز هسته خرما را نشان داد. این روش زیستی ساده و ارزان می‌تواند جایگزین مناسبی برای روش‌های فیزیکی و شیمیایی در سنتز نانوکامپوزیت‌ها برای مصارف پزشکی و داروسازی استفاده شود. نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سلولز جدید سنتز‌شده از هسته خرمای گونه برحی با دارا بودن فعالیت بالای آنتی‌باکتریال و ضدسرطانی، احتمالاً در آینده‌ای نزدیک می‌تواند در درمان مؤثر عفونت‌های باکتریال و سرطان مورد استفاده و توجه بیشتری قرار گیرد.
ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
این طرح با شماره 1445 و کد اخلاق IR.ABADANUMS.REC.1401.028 در دانشگاه علوم‌پزشکی آبادان تصویب شد. طی انجام کار تمام موارد اخلاقی رعایت شده است.
حامی مالی
این مطالعه با حمایت دانشگاه علوم‌پزشکی آبادان انجام شده است.
مشارکت نویسندگان
تمام نویسندگان در انجام آزمایشات، اجرا و نگارش مقاله مشارکت داشته‌اند.
تعارض منافع
بنابر اظهار نویسندگان، این مقاله تعارض منافع ندارد.
تشکر و قدردانی
نویسندگان از مسئولین محترم بخش میکروب‌شناسی و آزمایشگاه کشت سلول دانشگاه علوم‌پزشکی آبادان تقدیر و تشکر می‌کنند.
درخت نخل Phoenix Dactylifera L قسمت‌های مختلفی شامل برگ، هسته، میوه و کلاهک دارد [1] و به‌طور متوسط حدود ۱۰ درصد وزن خرما را هسته آن تشکیل می‌دهد [1]. هسته خرما از ترکیبات اسیدهای چرب اشباع و غیر‌اشباع مانند اسیدهای پالمیتیک، استئاریک، لینولئیک، اولئیک و فلزاتی مانند روی، کلسیم و پتاسیم تشکیل شده است. در هسته خرما اسیدهای چرب اشباع و غیر‌اشباع موجب افزایش تستوسترون و کاهش غلظت دی هیدروتستوسترون و در نهایت، مهارکننده آنزیم ۵-آلفا-ردوکتاز می‌شوند. ترکیبات موجود در هسته خرما مانند روی در ترکیب با اسید لینولئیک سبب مهار تولید اسیدنیتریک NO و افزایش استروئیدسازی در سلول‌های بینابینی بیضه شده، در نتیجه با افزایش تولید تستوسترون از طریق بیوسنتز ۱۷-بتا هیدروکسی استروئید دی هیدروژناز، سبب افزایش متابولیسم استروئیدها می‌شوند [2-4].
یکی از گونه‌های بومی خرما که کشت بالایی در استان خوزستان و شهرستان آبادان دارد، خرمای برحی است که هسته آن بدون فرآوری خاصی دورریز می‌شود. این مسئله افزون بر اینکه از دید افزایش ضایعات به محیط زیست آسیب می‌رساند، می‌تواند از عوامل هدررفت هزینه در کشاورزی نیز محسوب شود [5].
در حال حاضر، روش‌های فیزیکی و شیمیایی مختلفی برای سنتز نانوذرات و نانوکامپوزیت‌ها وجود دارد. اخیراً محققان پی بردند که گیاهان، موجودات زنده و مواد زیستی می‌توانند پیش‌سازهای فلزی را احیا کنند [6]. گسترش و کاربردی بودن روش بیوسنتز نانوذرات و نانوکامپوزیت‌ها در استفاده از احیاکننده‌های طبیعی به سبب غیر‌سمی بودن، مقرون به صرفه است [6]. انواع مختلفی از نانوذرات فلزی و اکسید فلزی برای بیوسنتز نانوذرات زیستی برای اهداف دارویی و پزشکی استفاده شده‌اند که از پرکاربردترین آن‌ها می‌توان به بیوسنتز نانوذرات و نانوکامپوزیت‌های طلا، روی و نقره اشاره کرد [6-8].
سرطان سینه با شیوع 8/47 درصد، شایع‌ترین سرطان محسوب می‌شود [9]. با توجه به عوارض روش‌های درمانی مانند جراحی، شیمی‌درمانی، پرتودرمانی، هورمون‌درمانی و میزان تأثیر این روش‌ها بر درمان بیماران و از طرف دیگر، هزینه بالای این روش‌ها، نیاز مبرمی به استفاده از فناوری‌های نوین برای یافتن روش‌های جدید و پربازده با عوارض جانبی و هزینه کمتر برای درمان احساس می‌شود [9، 10].
یکی از عوامل اصلی مرگ‌و‌میر میلیون‌ها انسان در سراسر جهان، عفونت‌های باکتریایی هستند [11]. مصرف بی‌رویه آنتی‌بیوتیک‌ها باعث ایجاد پدیده مقاومت آنتی‌بیوتیکی شده است. مطالعات نشان داده‌اند نانوذرات فلزی، از جمله نقره، روی و مس از رشد باکتری‌ها جلوگیری می‌کنند [12]. با توجه به مشکلات و عوارض رایج مصرف آنتی‌بیوتیک‌ها، از جمله افزایش موارد مقاومت باکتری‌ها، روش‌های جایگزین مانند استفاده از گیاهان دارای خواص آنتی‌باکتریال، رواج زیادی در درمان پیدا کرده است [13، 14].
با توجه به اهمیت موضوع، شناخت و تولید مواد زیستی اثرگذار برای حذف باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک از ارزش بالایی برخوردار است. در این پژوهش برای اولین بار به سنتز نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی عصاره سلولز هسته خرمای گونه برحی و مطالعه اثر آنتی‌باکتریال و سمّیّت سلولی آن به‌عنوان یک داروی بالقوه و سازگار با محیط زیست پرداخته شده است.
مواد و روش‌ها
در این مطالعه، مواد شیمیایی استفاده‌شده برای سنتز نانوکامپوزیت مانند نقره نیترات (AgNO3)، روی نیترات 6 آبه
[Zn(NO3)2.6H2O] و سدیم هیدروکسید (NaOH) ساخت شرکت مرک آلمان تهیه شد. محیط کشت سلولی 1640 RPMI، رنگ تریپان بلو، سرم جنین گاوی (FBS)، محلول آنتی‌بیوتیک پنی‌سیلین / استرپتومایسین و محلول اتیلن دی آمین تترا استیک اسید-تریپسین (EDTA- Trypsin) از شرکت گیبکوی آلمان خریداری شدند. پودر MTT (3-4و 5-دی متیل تیازول-2-ایل) و حلال دی متیل سولفوکساید (DMSO) شرکت سیگما الدریش ایالات متحده آمریکا تهیه شدند.
تهیه هسته خرما، عصاره‌گیری و استخراج سلولز
خرمای برحی در سال 1401 از نخلستان‌های موجود در سطح شهر آبادان جمع‌آوری شد. ابتدا هسته خرما جدا و سپس با آب معمولی و بعد با آب مقطر شست‌وشو داده و در نهایت در سایه خشک شدند و به‌صورت پودر درآمدند. برای تهیه عصاره هیدروالکلی، ابتدا 10 گرم پودر هسته خرما به همراه 100 میلی‌لیتر اتانول 96 درصد در بشر روی هیتر-استیرر با دمای 60 درجه سانتی‌گراد قرار داده شد. بعد از 1 ساعت و پس از سرد شدن، محتویات بشر با استفاده از کاغذ صافی (واتمن شماره 1) صاف شد و محلول حاصل برای استفاده در مرحله بعد در دمای 4 درجه سانتی‌گراد نگهداری شد. سپس با استفاده از دستگاه روتاری با ایجاد خلأ حلال جداسازی شد.
برای استخراج سلولز هسته خرما، 5 میلی‌لیتر عصاره هسته با 50 میلی‌لیتر محلول اسید سولفوریک 98 درصد و 200 میلی‌لیتر آب مقطر به مدت 50 دقیقه در دمای اتاق مخلوط شد. برای به دست آوردن نانو بلورهای سلولز، مخلوط حاصل به مدت 10 دقیقه با سرعت 10000 دور در دقیقه سانتریفیوژ شدند. سپس برای شست‌وشوی نانوذرات به‌دست‌آمده از آب دیونیزه استفاده شد (3 بار) و در نهایت در یک حمام بن ماری با دمای 45 درجه سانتی‌گراد، نمونه‌ها 2 بار و به مدت 5 دقیقه توسط اولتراسونیک مخلوط شدند [6].
ارزیابی ترکیبات فیتوشیمیایی عصاره هسته خرما
در این مطالعه، غلظت فنل کل، ترکیبات فلاونوییدی و آسکوربیک اسید بررسی شد. غلظت فنل کل بر اساس روش رنگ‌سنجی فولین / سیوکالتو و با استفاده از گالیک اسید به عنوان استاندارد انجام شد. برای بررسی میزان فنل، 5/0 میلی‌لیتر عصاره سلولز هسته خرما، 5/0 میلی‌لیتر از هر محلول استاندارد و 5/2 میلی‌لیتر معرف فولین سیوکالتو رقیق اضافه شد. سپس ۳ میلی‌لیتر محلول سدیم کربنات به آن اضافه شد و در نهایت در طول موج ۷۶۵ نانومتر، غلظت فنل در عصاره خوانده شد [14].
در بررسی غلظت ترکیبات فلاونوییدی، ابتدا محلول‌های استاندارد با غلظت‌های مختلف از کوئرستین در متانول تهیه شد. محتوای فلاونویید به روش رنگ‌سنجی کلرید آلومینیوم با استفاده از کوئرستین به‌عنوان استاندارد اندازه‌گیری شد. برای بررسی ترکیبات فلاونوییدی، 5/0 میلی‌لیتر عصاره هسته خرما، 2/0 میلی‌لیتر از محلول استاندارد، 2/0 میلی‌لیتر کلرید آلومینیوم و 1/0 میلی‌لیتر اسید استیک افزوده و به خوبی هم‌زده شد. میزان غلظت فلاونویید با دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج ۴۱۴ نانومتر خوانده شد [14].
برای سنجش آسکوربیک اسید، ابتدا آب برومین به نمونه عصاره هسته خرما اضافه شد تا جایی که رنگ آن به زرد / نارنجی تغییر کرد. سپس با اسید اگزالیک4 درصد، حجم آن به ۲۵ میلی‌لیتر رسانده شد. سپس به ۲ میلی‌لیتر از محلول تهیه‌شده ۱ میلی‌لیتر آب مقطر اضافه شد. به دنبال آن ۱ میلی‌لیتر معرف ۲ و ۴-دی نیتروفنیل هیدرازین ۲ درصد و 1 تا 2 قطره تیوره اضافه و در دمای 37 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ساعت قرار داده شد. جذب با دستگاه اسپکتروفتومتر در طول موج ۵۴۰ نانومتر خوانده شد [14].
سنتز، بهینه‌سازی و تعیین مشخصه‌یابی نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده از سلولز
برای سنتز و بهینه‌سازی شرایط نانوکامپوزیت‌ها، اثر زمان و دما، غلظت و حجم‌های مختلف از نقره نیترات و روی نیترات بررسی شد. در این سنتز برای تعیین شرایط بهینه، غلظت‌های مختلف از محلول‌های نقره نیترات و روی نیترات (0001/0 تا 1 مولار)، حجم (25/0 تا 25/1 میلی‌لیتر)، دما (30 تا 60 درجه سانتی‌گراد) و زمان تماس (1 تا 13 دقیقه) ارزیابی شدند. سنتز در حمام اولتراسونیک انجام و به 10 میلی‌لیتر از عصاره سلولز هسته خرما، مقادیر مختلف از محلول نقره نیترات (AgNO3) و محلول روی نیترات 6 آبه
[Zn(NO3)2.6H2O] اضافه شد.
در نهایت، نمونه‌ها در آون 60 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت قرار داده شدند. با افزودن سدیم هیدروکسید (NaOH) ،pH نمونه در 10 تنظیم شد و در پایان، رسوب حاصل به مدت 5 دقیقه با دور rpm5000 سانتریفیوژ و با آب مقطر شست‌وشو داده شد. سپس 2 مرتبه نمونه‌ها در آون 60 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت قرار گرفتند و در نهایت، به‌صورت پودر در دسیکاتور در دمای اتاق نگهداری شدند [14].
بعد از سنتز نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده از سلولز، تعیین مشخصات آن با استفاده از اسپکتروفتومتر ماوراء بنفش مرئی (UV-Vis)، مدل UV-2550 ساخت شرکت شیمادزوی ژاپن، تفرق پراش اشعه ایکس (XRD)، دستگاه X’ Pert Pro شرکتPanalytical هلند، طیف‌سنجی مادون قرمز
(FT-IR) مدل Spectrum Two از شرکتPerkinElmer ایالات متحده آمریکا، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) شرکت ZEISS آلمان-مدل Sigma VP و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) شرکت Zeiss-EM10C-100 KV آلمان بررسی شد.
خلوص نانوکامپوزیت به‌دست‌آمده با استفاده از دستگاه طیف‌سنج تفرق پراش اشعه ایکس بررسی شد. برای بررسی مورفولوژی سطح و توزیع ذرات به‌دست‌آمده از میکروسکوپ روبشی و اندازه و سایز نانوکامپوزیت از میکروسکوپ عبوری استفاده شد. برای بررسی تعیین گروه‌های عاملی شیمیایی نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی از آنالیز طیف FT-IR استفاده شد.
بررسی فعالیت‌های ضدباکتریایی
سوش‌های استاندارد باکتریایی استافیلوکوکوس اورئوس(ATCC 25923)، اشرشیاکلی(ATCC 25922) و کلبسیلاپنومونیه (ATCC BAA 1705) از مرکز کلکسیون میکروارگانیسم‌های صنعتی ایران تهیه شد. دیسک‌های آنتی‌بیوتیک تتراسایکلین، کلیندامایسین، اریترومایسین، ونکومایسین و جنتامایسین از شرکت پادتن طب تهیه شد. اثرات ضدباکتریایی نانوکامپوزیت سنتز‌شده با عصاره هسته خرما بر باکتری‌های اشرشیاکلی، کلبسیلاپنومونیه و استافیلوکوکوس اورئوس به روش انتشار چاهک بررسی شد. برای هریک از باکتری‌های نام‌برده به‌طور جداگانه، سوسپانسیون میکروبی در سرم فیزیولوژی استریل تهیه و غلظت آن مطابق با استاندارد نیم مک‌فارلند تنظیم شد و شمارش باکتری در آن (CFU/mL 108× 5/1) بود.
اثرات عصاره و نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده از سلولز در غلظت‌های 25، 50، 100، 200، 250 و 500 میکروگرم بر لیتر بررسی شدند. در هر پلیت، 4 چاهک ایجاد شد و در هر چاهک به‌صورت جداگانه 100 میکرولیتر از عصاره هسته خرما و نانوکامپوزیت سنتز‌شده ریخته شد. سپس پلیت به مدت 24 ساعت در انکوباتور قرار داده شد و قطر هاله عدم رشد باکتری اندازه‌گیری شد. آنتی‌بیوتیک‌هایی مانند تتراسایکلین، کلیندامایسین، اریترومایسین، ونکومایسین و جنتامایسین به‌عنوان کنترل مثبت و از آب مقطر به‌عنوان کنترل منفی استفاده شد.
تمام آزمایش‌ها به‌صورت 2 بار تکرار انجام شده است. برای پردازش‌های آماری، از نرم‌افزار SPSSنسخه 22 استفاده شـد. در صـورت معنـادار بـودن اثـر عوامـل ایـن پژوهـش بـر متغیرهـای وابسـته، انـدازه اثـر نیـز بـا اسـتفاده از ضریـب گـزارش شـد. پس از بررسی نرمال بودن داده‌ها با آزمون کولوموگروف‌اسمیرنف و تساوی واریانس‌ها، نتایج با آنالیز واریانس یک‌طرفه تجزیه‌و‌تحلیل آماری شد. سطح معناداری در آزمون‌ها 05/0 در نظر گرفته شد.
بررسی اثر سمّیّت روی سلول سرطانی سینه انسانی MCF-7 و MCF-10A
رده سلولی سرطانی سینه انسانی MCF-7 و رده سلولی نرمال MCF-10A از بانک سلولی انستیتو پاستور ایران تهیه شدند. هر دو رده سلولی در محیط کشت 1640 RPMI حاوی 10 درصد FBS و 1 درصد آنتی‌بیوتیک کشت داده شدند و در انکوباتور CO2 با دمای 37 درجه سانتی‌گراد، رطوبت 95 درصد و دی‌اکسید‌کربن 5 درصد نگهداری شدند. پس از رشد رده سلول‌های MCF-7 و MCF-10A، سلول‌ها از کف فلاسک توسط EDTA- Trypsin جداسازی شده و با تراکم 103×5 بر میلی‌لیتر سوسپانسیون شدند. 200 میکرولیتر از سوسپانسیون به هریک از پلیت‌های 96 خانه اضافه شد و پلیت‌ها به مدت 24 ساعت در انکوباتور CO2 5 درصد با شرایط فوق‌الذکر نگهداری شدند تا سلول‌ها به کف پلیت بچسپند. مقادیر متفاوتی از عصاره سلولز و نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده از سلولز در زمان‌های مختلف به چاهک‌ها اضافه شد. به هر چاهک، محیط کشت بدون FBS به همراه 50 میکرولیتر محلول MTT اضافه و در انکوباتور نگهداری شدند.
پس از طی زمان انکوباسیون، محیط کشت هر‌کدام از چاهک‌ها تخلیه شد و به هر چاهک 700 میکرولیتر حلال DMSO به مدت 20 دقیقه در تاریکی اضافه شد. برای محاسبه درصد زنده ماندن سلولی، جذب در طول موج 540 نانومتر اندازه‌گیری شد. درصد سلول‌های زنده از فرمول شماره 1 محاسبه شد [13]. میزان مهار رشد با استفاده از IC50 (غلظتی از عصاره یا نانوکامپوزیت که رشد 50 درصد سلول‌ها را مهار می‌کند) محاسبه شد.
1.
یافته‌ها
در این مطالعه، حضور ترکیبات فیتوشیمیایی و احیاکننده‌ای مانند فنل، فلاونویید و آسکوربیک اسید عصاره سلولز خرما بررسی شد. غلظت کل این ترکیبات در عصاره سلولز هسته خرما به‌طور خلاصه در جدول شماره 1 نشان داده شده است. در این بررسی غلظت فلاونویید و فنل بالاترین میزان به دست آمد.
برای بهینه‌سازی شرایط سنتز نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سلولز هسته خرمای گونه برحی، غلظت و حجم مختلفی از نقره نیترات و روی نیترات در زمان‌ها و دماهای متفاوتی ارزیابی شد. در بررسی غلظت‌های 0001/0 تا 1 مولار، غلظت 001/0 مولار نقره نیترات و روی نیترات 001/0 مولار به‌عنوان بالاترین میزان سنتز نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی به دست آمد. در بررسی حجم، بیشترین مقدار جذب با افزایش 5/0 میلی‌لیتر محلول نقره نیترات 001/0 مولار و 1 میلی‌لیتر از محلول روی نیترات 001/0 مولار مشاهده شد.
نتایج بررسی اثر زمان بر سنتز نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده از سلولز نشان داد که حداکثر مقدار جذب در زمان 8 دقیقه مشاهده می‌شود. این زمان به‌عنوان زمان بهینه در سنتز نانوکامپوزیت با عصاره هسته خرما انتخاب شد. درباره عصاره هسته خرما مقدار جذب از دمای 30 تا 45 درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد که بیشترین مقدار جذب در دمای 45 درجه سانتی‌گراد مشاهده شد. مقدار جذب از دمای 45 تا 60 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد؛ بنابراین دمای 45 درجه سانتی‌گراد به‌عنوان دمای بهینه بیوسنتز نانوکامپوزیت با عصاره هسته انتخاب شد. نتایج بررسی اثر غلظت، حجم، زمان و دما بر سنتز نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی با عصاره سلولز هسته خرما در تصویر شماره 1 (الف-د) نشان داده شده است.
مشخصه‌یابی نانوکامپوزیت سنتز‌شده
طیف جذبی با دستگاه اسپکتروفتومتر ماوراء بنفش مرئی برای نانوکامپوزیت سنتز‌شده با عصاره سلولز هسته خرما در تصویر شماره 2 نشان داده شد. بیشترین مقدار جذب نانوکامپوزیت سنتز‌شده در طول موج 392 نانومتر مشاهده شد [14].
نتایج بررسی میکروسکوپ الکترونی عبوری و روبشی نانوکامپوزیت سنتز‌شده با عصاره سلولز هسته خرما در تصویر شماره 3 نشان داده شده است. بر اساس نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری، اندازه ذرات نانوکامپوزیت سنتز‌شده 5±20 نانومتر و کروی شکل بود.
نتایج بررسی الگوی XRD از نانوکامپوزیت سنتز‌شده با عصاره هسته خرما در تصویر شماره 4 نشان داده شده است. پیک‌های XRD مربوط به اندیس‌های میلر در سطوح 111، 200، 220، 311 و 400 درجه گواه تشکیل نانوکامپوزیت صحیح نقره و اکسید روی سنتز‌شده با عصاره سلولز هسته خرماست.
آنالیز FT-IR عصاره سلولز هسته خرما و نانوکامپوزیت سنتز‌شده در تصویر شماره 5 نشان داده شده است. پیک 1-cm 516 مربوط به تشکیل گروهO-Zn-O است. پیک‌های قوی عصاره سلولز در پیک 1-cm 3443 (گروه هیدروکسیل O-H)، پیک
1-cm 1635 (گروه C=O) و پیک 1-cm 1670 (گروه C-H) را نشان می‌دهد. در FT-IR نانوکامپوزیت پیک 1-cm 3558 به‌عنوان گروه هیدروکسیل در الکل و فنل‌ها شناسایی شد.
نتایج بررسی فعالیت ضدباکتریایی عصاره و نانوکامپوزیت سنتز‌شده
میزان قطر هاله عدم رشد برای نانوکامپوزیت و عصاره سلولز هسته خرما در غلظت‌های 50، 100، 200، 250 و 500 میکروگرم بر لیتر به روش انتشار چاهک بررسی شد. نتایج آزمایش فعالیت ضدباکتریایی نانوکامپوزیت سنتز‌شده و عصاره روی باکتری‌های استافیلوکوکوس اورئوس، کلبسیلاپنومونیه، اشرشیاکلی در جدول شماره 2 نشان داده شده است.
بالاترین قطر هاله عدم رشد نانوکامپوزیت سنتز‌شده با عصاره هسته خرما برای باکتری‌های کلبسیلاپنومونیه و اشرشیاکلی، به ترتیب 5/0±3/21 میلی‌متر 7/0±4/19 میلی‌متر در غلظت 1µgL-500 به دست آمد. در غلظت 1µgL-500 نانوکامپوزیت سنتز‌شده اثر ضدباکتریایی قوی‌تری در برابر اشرشیاکلی نسبت به ترکیبات آنتی‌بیوتیکی استاندارد مانند اریترومایسین، کلیندامایسین و جنتامایسین از خود نشان می‌دهد.
میانگین قطر هاله عدم رشد نانوکامپوزیت در تمام غلظت‌ها برای باکتری کلبسیلاپنومونیه بیشتر از میانگین قطر هاله عدم رشد باکتری اشرشیاکلی بود. کمترین میزان قطر هاله عدم رشد برای نانوکامپوزیت در باکتری استافیلوکوکوس اورئوس دیده شد. با افزایش غلظت عصاره ارتباط معنادار بین نتایج در باکتری‌های بررسی‌شده وجود نداشت (1/0<P)، اما با افزایش غلظت نانوکامپوزیت ارتباط معنادار بین نتایج باکتری‌ها وجود داشت (03/0<P).
نتایج بررسی سمّیّت نانوکامپوزیت سنتز‌شده بر کشندگی رده سلولی سرطانی سینه انسانی MCF-7 و رده نرمال MCF-10A
بررسی‌ها نشان داد بین افزایش غلظت نانوکامپوزیت و عصاره سلولز هسته خرما و درصد کشندگی سلول‌های سرطانی سینه MCF-7 رابطه خطی و معناداری وجود دارد. با افزایش غلظت نانوذرات درصد کشندگی سلول‌های MCF-7 نیز افزایش می‌یابد. با افزایش غلظت عصاره و نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی از 25/0 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر به 1 میلی‌گرم بر میلی‌لیتر میزان زنده ماندن سلول‌ها کاهش یافت.
نتایج دیگر این مطالعه نشان داد نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سلولز هسته خرما تأثیر کشندگی بالاتری نسبت به عصاره سلولز دارد. نانوکامپوزیت سنتز‌شده اثرات مهاری قابل‌توجهی بر رشد سلول‌های سرطانی سینه دارد. در بررسی رده نرمال MCF-10A در غلظت‌ها و زمان‌های متفاوت عصاره و نانوکامپوزیت بررسی شدند. نتایج نشان داد درصد زنده ماندن سلول‌های نرمال MCF-10A برای عصاره بعد از گذشت 72 ساعت 98 درصد است. همچنین درصد زنده ماندن سلول نرمال MCF-10A با نانوکامپوزیت سنتز‌شده سمّیّت بسیار کمی نشان داد.
میزان IC50 به‌دست‌آمده از نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده از سلولز به‌طور معناداری پایین‌تر از عصاره سلولز خرما بود. نتایج بررسی سمّیّت به روش MTT در تصویرهای شماره 6 و 7، به ترتیب برای سلول سرطانی و نرمال و همچنین میزان IC50 برای هر دو سلول در جدول شماره 3 نشان داده شده است.
بحث
در مطالعه حاضر به بررسی سنتز، خصوصیات فیتوشیمیایی، فعالیت آنتی‌میکروبیال و سمّیّت نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سلولز هسته خرمای گونه برحی پرداخته شد. در سنتز، یون‌های فلزی با استفاده از ترکیبات فیتوشیمیایی و احیاکننده در گیاهان و بدون نیاز به سورفکتانت در شرایط خاص دما، زمان و سایر عوامل پایدار‌کننده، طی یک واکنش سریع و ساده به نانوذرات و نانوکامپوزیت تبدیل می‌شوند [14، 15].
عصاره هسته خرما با دارا بودن مقادیر بالای ترکیبات فیتوشیمیایی و احیاکننده مانند فلاونوییدها و فنل، پتانسیل بالایی برای کاهش و سنتز نانوکامپوزیت پایدار نقره و اکسید روی دارند. نتایج به‌دست‌آمده از این مطالعه نشان می‌دهد در شرایط بهینه حجم، زمان، دما و غلظت، میزان بیشتری از یون‌های نقره و روی کاهش پیدا کرده و به نانوکامپوزیت تبدیل می‌شوند. در دما، زمان، حجم و غلظت‌های بالا به علت از بین رفتن ترکیبات فیتوشیمیایی و احیاکننده موجود در عصاره گیاهان، به‌خصوص ترکیبات فرار تولید نانوکامپوزیت پایدار کاهش می‌یابد [16، 17].
در مشخصه‌یابی نانوکامپوزیت، وجود پیک جذبی در طول موج حدود 392 نانومتر نشان‌دهنده تشکیل صحیح نانوذرات نقره-اکسید روی سنتز‌شده با عصاره هسته خرماست [14]. بر اساس میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ الکترونی عبوری اندازه نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده 5±20 نانومتر و کروی شکل بود. انتظار می‌رود خاصیت ویژه نانوذرات و نانوکامپوزیت سنتز‌شده در این مطالعه، به‌دلیل اندازه نسبتاً کوچک و شکل مناسب آن‌ها باشد.
اندازه و شکل نانوذرات و نانوکامپوزیت‌های عصاره سلولز خرما عامل مهمی در درگیری مناسب با باکتری‌ها بوده و در نهایت، انهدام باکتری‌ها را افزایش می‌دهد [18]. شدت پیک‌های XRD نشان‌دهنده میزان بالای کریستال بودن نانوکامپوزیت ساخته شده است [14]. پیک‌های XRD مربوط به اندیس‌های میلر 111، 200 ، 220، 311 و 400 درجه گواه تشکیل نانوکامپوزیت پایدار نقره و اکسید روی است [14، 15].
بررسی FT-IR نشان داد هر بیومولکولی که پیوندهای C=O و C-H دارد، می‌تواند به‌عنوان عامل پوشش‌دهنده و احیاکننده نانوذرات و نانوکامپوزیت‌ها عمل کند [19-22]. گروه‌های عاملی و خصوصیات فیتوشیمیایی در نانوذرات و نانوکامپوزیت‌ها سبب احیا و جلوگیری از کلوخه شدن آن‌ها می‌شود [14]. گروه‌های عاملی به‌دست‌آمده از FT-IR، خصوصیات فیتوشیمیایی فلاونوییدها، فنل‌ها و اسید اسکوربیک در خرما را تأیید کردند. با افزایش غلظت مقدار ترکیبات کاهنده و فیتوشیمیایی نظیر ترکیبات فنلی و فلاونوییدی، میزان یون‌های بیشتری از نقره و روی برای تولید نانوکامپوزیت پایدار در معرض کاهش قرار گرفت [14].
با توجه به مطالعات انجام‌شده، نانوذرات به‌دلیل داشتن اثرات ضدسرطانی، ضدمیکروبی و آنتی‌اکسیدانی مورد توجه قرار گرفته‌اند. از این میان، نانوذرات نقره و روی به‌دلیل خصوصیات منحصر‌به‌فرد کاربرد گسترده‌تری دارند [14-25]. مطالعات دیگر نشان دادند با افزایش غلظت نانوکامپوزیت سنتز‌شده از عصاره، میزان هاله عدم رشد باکتری کلبسیلاپنومونیه بیشتر می‌شود. به عبارتی، میزان اثر ضدباکتریایی آن‌ها افزایش می‌یابد [16، 17].
بر اساس نتایج به‌دست‌آمده به نظر می‌رسد که وجود ترکیبات طبیعی و مواد مؤثر عصاره گیاه در سنتز نانوذرات نقره-اکسید روی باعث اصلاح سطحی آن‌ها شده و این اصلاح به نوعی باعث ایجاد اثر سینرژیک در خواص ضدباکتریایی نانوذرات حاصل شده است [18-21]. نانوکامپوزیت سنتز‌شده اثر ضدباکتریایی قوی‌تری در برابر کلبسیلاپنومونیه نسبت به ترکیبات آنتی‌بیوتیک استاندارد مانند کلیندامایسین، اریترومایسین و جنتامایسین از خود نشان داد. علت این امر میل ترکیبی بیشتر نقره و اکسید روی برای واکنش با بیومولکول‌های حاوی گوگرد و فسفر در سلول، اختلال در واکنش‌های تنفسی و تداخل در همانندسازی دی‌ان‌ای است [18-25]. گیاهان به‌دلیل متابولیت‌های ثانویه، از جمله فلاونوییدها و فنل‌ها فعالیت ضدمیکروبی و آنتی‌اکسیدانی داشته که به‌عنوان جلوگیری‌کننده از آسیب‌های اکسیداتیو سلولی عمل می‌کنند [6، 14، 18].
نتایج مطالعه نشان داد نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده از سلولز تأثیر کشندگی بالاتری نسبت به عصاره سلولزی دارد، زیرا میزان IC50 به‌دست‌آمده از نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی به‌طور معناداری پایین‌تر از عصاره سلولز خرما بود. درصد زنده ماندن سلول نرمال MCF-10A برای نانوکامپوزیت سنتز‌شده سمّیّت بسیار کمی نشان داد. نتایج مطالعات متعدد نشان داده‌اند اثر فعالیت آنتی‌باکتریال و ضدسرطانی نانوذرات روی سنتز‌شده از ریشه درخت نخل علیه پاتوژن‌هایی، از جمله کلبسیلاپنومونیه، سودوموناس آئروژینوزا، اشرشیاکلی، سالمونلا و استافیلوکوکوس اورئوس نسبت به آنتی‌بیوتیک‌های پنی‌سیلین، جنتامایسین و تتراسایکلین بیشتر بود [23].
مطالعه جدیدتری در سال 2022 نیز نشان داد فعالیت آنتی‌باکتریال و ضد‌قارچی عصاره آبی و الکلی نانوذرات نقره درخت نخل، اثرات ضدمیکروبی قابل‌توجهی دارد [24]. در مطالعه دیگری روی رده‌های سلولی MCF-7 و HeLa که به بررسی اثرات آنتی‌اکسیدانی نانوکامپوزیت سنتز‌شده از میوه درخت نخل خرما پرداخته بود، نتایج مؤید این موضوع بود که نانوذرات در دُز بسیار کم با بهبود آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی می‌توانند مکمل‌های امیدوارکننده‌ای برای جلوگیری از سمّیّت دوکسوروبیسین بدون تأثیر بر فعالیت ضدسرطانی رده‌های سلولی باشند [25].
همچنین در یک مطالعه، بررسی اثر نانوذرات نقره سنتز‌شده از خرما در کشت سلولی MCF-7 نشان داده شد که نانوذرات فعالیت ضدمیکروبی قابل‌توجهی برابر سویه‌های میکروبی انسانی دارند. همچنین نانوذرات سنتز‌شده از طریق نکروز، آپوپتوز یا مرگ برنامه‌ریزی‌شده سبب ایجاد سمّیّت سلولی می‌شوند که می‌توانند در مراحل مختلف چرخه سلولی اختلال ایجاد کند [26].
نتایج بررسی‌های دیگر نیز نشان داد عصاره هسته خرما قادر به احیای یون‌ها و سنتز نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی است، با این تفاوت که نانوکامپوزیت‌های سنتز‌شده سمّیّت سلولی بیشتری نسبت به عصاره دارد. علت این امر از طریق سازوکاری است که مانع پیشرفت چرخه سلولی از مرحله G1 به S شده و سبب افزایش مرگ سلولی و آپوپتوز در سلول‌هایMCF-7 می‌شود [25-28].
در یک مطالعه دیگر با بررسی نانوذرات اکسید روی بر سلول‌های MCF-7، پس از یک دوره انکوباسیون 24 ساعته، کاهش شدیدی در تعداد سلول‌های MCF-7 وابسته به غلظت نشان داده شد. در غلظت 100 میکروگرم بر میلی‌لیتر نانوذرات اکسید روی عصاره، تعداد سلول‌های MCF-7 به 8/76 درصد رسید. این یافته‌ها به‌عنوان یک تأیید برای اثر سایتوکسیک نانوذرات اکسید روی سنتز‌شده در نظر گرفته می‌شود [29].
در سال‌های اخیر به‌دلیل شیوع عفونت‌های ناشی از باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک، تحقیقات زیادی برای ساخت و تولید ترکیبات ضدمیکروبی جدید آغاز شده است [14-16]. با توجه فعالیت ضدسرطانی و ضدمیکروبی بالای نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سنتز‌شده از سلولز، احتمالاً این عوامل می‌توانند جایگزین مناسبی برای داروهای رایج در آینده نزدیک باشند.
نتیجه‌گیری
نتایج این بررسی پتانسیل بالای احیای یون‌های نقره و روی و سنتز نانوکامپوزیت سلولز هسته خرما را نشان داد. این روش زیستی ساده و ارزان می‌تواند جایگزین مناسبی برای روش‌های فیزیکی و شیمیایی در سنتز نانوکامپوزیت‌ها برای مصارف پزشکی و داروسازی استفاده شود. نانوکامپوزیت نقره-اکسید روی سلولز جدید سنتز‌شده از هسته خرمای گونه برحی با دارا بودن فعالیت بالای آنتی‌باکتریال و ضدسرطانی، احتمالاً در آینده‌ای نزدیک می‌تواند در درمان مؤثر عفونت‌های باکتریال و سرطان مورد استفاده و توجه بیشتری قرار گیرد.
ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
این طرح با شماره 1445 و کد اخلاق IR.ABADANUMS.REC.1401.028 در دانشگاه علوم‌پزشکی آبادان تصویب شد. طی انجام کار تمام موارد اخلاقی رعایت شده است.
حامی مالی
این مطالعه با حمایت دانشگاه علوم‌پزشکی آبادان انجام شده است.
مشارکت نویسندگان
تمام نویسندگان در انجام آزمایشات، اجرا و نگارش مقاله مشارکت داشته‌اند.
تعارض منافع
بنابر اظهار نویسندگان، این مقاله تعارض منافع ندارد.
تشکر و قدردانی
نویسندگان از مسئولین محترم بخش میکروب‌شناسی و آزمایشگاه کشت سلول دانشگاه علوم‌پزشکی آبادان تقدیر و تشکر می‌کنند.
نوع مطالعه: مقاله پژوهشي |
موضوع مقاله:
میکروب شناسی
دریافت: 1401/10/24 | پذیرش: 1402/2/4 | انتشار: 1402/1/10
دریافت: 1401/10/24 | پذیرش: 1402/2/4 | انتشار: 1402/1/10
فهرست منابع
1. Chao CT, Krueger RR. The date palm (Phoenix dactylifera L.): Overview of biology, uses, and cultivation. Hortscience. 2007; 42(5):1077-82. [DOI:10.21273/HORTSCI.42.5.1077] [DOI:10.21273/HORTSCI.42.5.1077]
2. Baliga MS, Baliga BRV, Kandathil SM, Bhat HP, Vayalil PK. A review of the chemistry and pharmacology of the date fruits (Phoenix dactylifera L.). Food Res Int. 2011; 44(7):1812-22. [DOI:10.1016/j.foodres.2010.07.004] [DOI:10.1016/j.foodres.2010.07.004]
3. Habib HM, El-Fakharany EM, Souka UD, Elsebaee FM, El-Ziney MG, Ibrahim WH. Polyphenol-rich date palm fruit seed (phoenix dactylifera L.) extract inhibits labile iron, enzyme, and cancer cell activities, and DNA and protein damage. Nutrients. 2022; 14(17):3536. [DOI:10.3390/nu14173536] [PMID] [PMCID] [DOI:10.3390/nu14173536]
4. Khatib M, Al-Tamimi A, Cecchi L, Adessi A, Innocenti M, Balli D, et al. Phenolic compounds and polysaccharides in the date fruit (Phoenix dactylifera L.): Comparative study on five widely consumed Arabian varieties. Food Chem. 2022; 395:133591. [DOI:10.1016/j.foodchem.2022.133591] [PMID] [DOI:10.1016/j.foodchem.2022.133591]
5. Rezazadeh R, Hassanzadeh H, Hosseini Y, Karami Y, Williams RR. Influence of pollen source on fruit production of date palm (Phoenix dactylifera L.) cv. Barhi in humid coastal regions of southern Iran. Sci Hortic. 2013; 160:182-88. [DOI:10.1016/j.scienta.2013.05.038] [DOI:10.1016/j.scienta.2013.05.038]
6. Mojaddami A, Koolivand Z, Panahimehr M, Chamkouri N. Biosynthesis, characterization, and biological evaluation of cellulose nanofibers@ L-lysine@ silicon dioxide nanoparticles using Russian Artemisia Extract. Inorg Chem Commun. 2022; 148:110354. [DOI:10.1016/j.inoche.2022.110354] [DOI:10.1016/j.inoche.2022.110354]
7. Gurgur E, Oluyamo SS, Adetuyi AO, Omotunde OI, Okoronkwo AE. Green synthesis of zinc oxide nanoparticles and zinc oxide-silver, zinc oxide-copper nanocomposites using Bridelia ferruginea as biotemplate. SN Appl Sci. 2020; 2(911):1-12. [DOI:10.1007/s42452-020-2269-3] [DOI:10.1007/s42452-020-2269-3]
8. Arya PR, Abishad P, Unni V, Ram PV, Pollumahanti N, Yasur J, et al. Facile synthesis of silver-zinc oxide nanocomposites using Curcuma longa extract and its in vitro antimicrobial efficacy against multi-drug resistant pathogens of public health importance. Inorg Chem Commun. 2022; 148:110356. [DOI:10.1016/j.inoche.2022.110356] [DOI:10.1016/j.inoche.2022.110356]
9. Giaquinto AN, Sung H, Miller KD, Kramer JL, Newman LA, Minihan A, et al. Breast cancer statistics, 2022. CA Cancer J Clin. 2022; 72(6):524-41. [DOI:10.3322/caac.21754] [PMID] [DOI:10.3322/caac.21754]
10. Tehrani Nejad S, Rahimi R, Rabbani M, Rostamnia S. Zn (II)-porphyrin-based photochemically green synthesis of novel ZnTPP/Cu nanocomposites with antibacterial activities and cytotoxic features against breast cancer cells. Sci Rep. 2022; 12(1):17121. [DOI:10.1038/s41598-022-21446-3] [PMID] [PMCID] [DOI:10.1038/s41598-022-21446-3]
11. Sirelkhatim A, Mahmud S, Seeni A, Kaus NHM, Ann LC, Bakhori SKM, et al. Review on zinc oxide nanoparticles: Antibacterial activity and toxicity mechanism. Nanomicro Lett. 2015; 7(3):219-42. [DOI:10.1007/s40820-015-0040-x] [PMID] [PMCID] [DOI:10.1007/s40820-015-0040-x]
12. Saidin S, Jumat MA, Mohd Amin NAA, Saleh Al-Hammadi AS. Organic and inorganic antibacterial approaches in combating bacterial infection for biomedical application. Mater Sci Eng C Mater Biol Appl. 2021; 118:111382. [DOI:10.1016/j.msec.2020.111382] [PMID] [DOI:10.1016/j.msec.2020.111382]
13. Gandhi AD, Miraclin PA, Abilash D, Sathiyaraj S, Velmurugan R, Zhang Y, et al. Nanosilver reinforced Parmelia sulcata extract efficiently induces apoptosis and inhibits proliferative signalling in MCF-7 cells. Environ Res. 2021; 199:111375. [DOI:10.1016/j.envres.2021.111375] [PMID] [DOI:10.1016/j.envres.2021.111375]
14. Jomehzadeh N, Koolivand Z, Dahdouh E, Akbari A, Zahedi A, Chamkouri N. Investigating in-vitro antimicrobial activity, biosynthesis, and characterization of silver nanoparticles, zinc oxide nanoparticles, and silver-zinc oxide nanocomposites using Pistacia Atlantica Resin. Mater Today Commun. 2021; 27:102457. [DOI:10.1016/j.mtcomm.2021.102457] [DOI:10.1016/j.mtcomm.2021.102457]
15. Verma R, Basheer Khan A. Microwave‐irradiated green synthesis of a silver/zinc oxide nanocomposite from Atalantia monophylla (L.) leaf extract. Chem Eng Technol. 2021; 44(5):819-25. [DOI:10.1002/ceat.202000456] [DOI:10.1002/ceat.202000456]
16. Rambabu K, Bharath G, Banat F, Show PL. Green synthesis of zinc oxide nanoparticles using Phoenix dactylifera waste as bioreductant for effective dye degradation and antibacterial performance in wastewater treatment. J Hazard Mater. 2021; 402:123560. [DOI:10.1016/j.jhazmat.2020.123560] [PMID] [DOI:10.1016/j.jhazmat.2020.123560]
17. Zinatloo-Ajabshir S, Morassaei MS, Amiri O, Salavati-Niasari M, Foong LK. Nd2Sn2O7 nanostructures: Green synthesis and characterization using date palm extract, a potential electrochemical hydrogen storage material. Ceram Int. 2020; 46(11):17186-96. [DOI:10.1016/j.ceramint.2020.03.014] [DOI:10.1016/j.ceramint.2020.03.014]
18. Farhadi S, Ajerloo B, Mohammadi A. Green biosynthesis of spherical silver nanoparticles by using date palm (phoenix dactylifera) fruit extract and study of their antibacterial and catalytic activities. Acta Chim Slov. 2017; 64(1):129-43. [DOI:10.17344/acsi.2016.2956] [PMID] [DOI:10.17344/acsi.2016.2956]
19. Ruddaraju LK, Pammi SVN, Guntuku GS, Padavala VS, Kolapalli VRM. A review on anti-bacterials to combat resistance: From ancient era of plants and metals to present and future perspectives of green nano technological combinations. Asian J Pharm Sci. 2020; 15(1):42-59. [DOI:10.1016/j.ajps.2019.03.002] [PMID] [PMCID] [DOI:10.1016/j.ajps.2019.03.002]
20. Rajeshkumar S, Bharath LV. Mechanism of plant-mediated synthesis of silver nanoparticles-a review on biomolecules involved, characterisation and antibacterial activity. Chem-biol interact. 2017; 273:219-27. [DOI:10.1016/j.cbi.2017.06.019] [PMID] [DOI:10.1016/j.cbi.2017.06.019]
21. Happy Agarwal, Soumya Menon, Venkat Kumar S, Rajeshkumar S. Mechanistic study on antibacterial action of zinc oxide nanoparticles synthesized using green route. Chem Biol Interact. 2018; 286:60-70. [DOI:10.1016/j.cbi.2018.03.008] [PMID] [DOI:10.1016/j.cbi.2018.03.008]
22. Parashar UK, Kumar V, Bera T, Saxena PS, Nath G, Srivastava SK, et al. Study of mechanism of enhanced antibacterial activity by green synthesis of silver nanoparticles. Nanotechnology. 2011; 22(41):415104. [DOI:10.1088/0957-4484/22/41/415104] [PMID] [DOI:10.1088/0957-4484/22/41/415104]
23. Naser R, Abu-Huwaij R, Al-khateeb I, Abbas MM, Atoom A. M. Green synthesis of zinc oxide nanoparticles using the root hair extract of Phoenix dactylifera: Antimicrobial and anticancer activity. Appl Nanosci. 2021; 11(5):1747-57. [DOI:10.1007/s13204-021-01837-0] [DOI:10.1007/s13204-021-01837-0]
24. Al Mutairi JF, Al-Otibi F, Alhajri HM, Alharbi RI, Alarifi S, Alterary SS. Antimicrobial activity of green silver nanoparticles synthesized by different extracts from the leaves of saudi palm tree (phoenix dactylifera L.). Molecules. 2022; 27(10):3113. [DOI:10.3390/molecules27103113] [PMID] [PMCID] [DOI:10.3390/molecules27103113]
25. Sahyon HA, Al-Harbi SA. Antimicrobial, anticancer and antioxidant activities of nano-heart of Phoenix dactylifera tree extract loaded chitosan nanoparticles: In vitro and in vivo study. Int J Biol Macromol. 2020; 160:1230-41. [DOI:10.1016/j.ijbiomac.2020.05.224] [PMID] [DOI:10.1016/j.ijbiomac.2020.05.224]
26. Al-Radadi NS, Al-Youbi DAN. Environmentally-safe synthesis of gold and silver nano-particles with AL-madinah Barni fruit and their applications in the cancer cell treatments. J Comput Theor Nanosci. 2018; 15(6-7):1853-60. [DOI:10.1166/jctn.2018.7322] [DOI:10.1166/jctn.2018.7322]
27. El-Kassas HY, El-Sheekh MM. Cytotoxic activity of biosynthesized gold nanoparticles with an extract of the red seaweed Corallina officinalis on the MCF-7 human breast cancer cell line. Asian Pac J Cancer Prev. 2014; 15(10):4311-7. [DOI:10.7314/APJCP.2014.15.10.4311] [PMID] [DOI:10.7314/APJCP.2014.15.10.4311]
28. Shochah QR, Jabir FA. Green synthesis of Au/ZnO nanoparticles for anticancer activity and oxidative stress against MCF-7 cell lines. Biomass Convers Biorefinery. 2023; 6:1-14. [Link] [DOI:10.1007/s13399-022-03697-2]
29. Umar H, Kavaz D, Rizaner N. Biosynthesis of zinc oxide nanoparticles using Albizia lebbeck stem bark, and evaluation of its antimicrobial, antioxidant, and cytotoxic activities on human breast cancer cell lines. Int J Nanomedicine. 2018; 14:87-100. [DOI:10.2147/IJN.S186888] [PMID] [PMCID] [DOI:10.2147/IJN.S186888]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
حق تالیف (کپی رایت) برای مولفان محفوظ است.
صاحب امتیاز: دانشگاه علوم پزشکی قم
ناشر: انتشارات دانشگاه علوم پزشکی قم
شاپا چاپی: 7799-1375
شاپا الکترونیک: 1375-2008
ایمیل مجله: journal@muq.ac.ir
j.muq.ac@gmail.com
