Phương pháp Tổng hợp xanh các Hạt Nano Bạc bằng cách Chiết xuất từ Thân Rễ Sâm Cau

bao-cao-sam-cau

Phương pháp Tổng hợp xanh các Hạt Nano Bạc bằng cách Chiết xuất từ ​​Thân Rễ Sâm Cau – Curculigo Orchioides và Đánh giá hoạt động Kháng khuẩn, Diệt ấu trùng và Chống ung thư của nó.

bao-cao-sam-cau

Một dược liệu quý của Việt Nam chúng ta nhưng rất ít người biết đến công dụng tuyệt vời của nó, đó chính là Sâm Cau, hay Sâm Tiên Mao, hay Cồ Nốc Lan, tên tiếng Anh là Curculigo Orchioides. Delta D’Asia đã kết hợp với Hiệp hội Dược liệu TP Hồ Chí Minh để đưa ra dòng trà túi lọc Thảo dược Sâm Cau, Nước uống Thảo dược Sâm Cau để phục vụ khách hàng vừa giải khát vừa mang lại lợi ích cho sức khỏe: Diệt ấu trùng, Tăng Sức Đề Kháng, Chống ung thư với hàm lượng cao về Nano Bạc. Dưới đây là bài lược dịch từ Báo cáo Khoa học của các nhà Khoa học là Tiến sĩ, Giáo sư Ấn Độ và Hàn Quốc. Nghiên cứu này và cho chúng ta thấy rõ nét về công dụng của Sâm Cau, một loại dược liệu quý của Việt Nam chúng ta.

Tóm tắt:

Một phương pháp nhanh chóng để tổng hợp các hạt nano bằng cách sử dụng chất chiết xuất từ ​​thân rễ Sâm Cau (Curculigo Orchioides) với hàm lượng poly phenol, gamma sterol và n-hexadecanoic acid ở mức độ cao đã được mô tả. Sự hình thành của các hạt nano bạc (AgNPs) đã được xác nhận bằng cộng hưởng plasmon bề mặt sử dụng quang phổ tử ngoại nhìn thấy được (UV). Các AgNP tổng hợp được đặc trưng bởi máy đo nhiễu xạ tia X (XRD), quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR), kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FESEM) và kính hiển vi điện tử truyền qua có độ phân giải cao (HRTEM). Hình dạng của AgNPs được tổng hợp là hình cầu với kích thước 15-18 nm. Dịch chiết thân rễ đun sôi qua trung gian AgNPs (CoBAgNPs) thể hiện vùng ức chế tối đa đối với các chủng vi khuẩn được thử nghiệm. Thử nghiệm sinh học Larvicidal xác nhận rằng CoBAgNPs cho thấy tỷ lệ tử vong cao nhất đối với các vật trung gian truyền bệnh sốt rét như Anopheles subpictus và Culex quinquefasciatus. Nghiên cứu độc tính tế bào in vitro chỉ ra rằng nồng độ ức chế (IC50) của CoBAgNPs là 18,86 và 42,43 μg mL-1 đối với dòng tế bào ung thư vú ở người (MDA-MB-231) và dòng tế bào Vero, tương ứng sau 48 giờ ủ bệnh. Các kết quả hiện tại cho thấy rõ ràng rằng các hạt nano bạc kim loại được tổng hợp (CoBAgNPs) có thể hoạt động như một tác nhân tiềm năng cho hoạt động kháng khuẩn, diệt ấu trùng và chống ung thư.

Giới thiệu

Sâm Cau – Curculigo Orchioides Gaertn thuộc họ Amaryllidaceae là một loại cây thân thảo có củ sống lâu năm với gốc ghép mang một số rễ xung quanh, nhiều thịt (thân rễ). Nó được phân phối rộng rãi ở Ấn Độ. Thân rễ của loại cây này có dược tính và có vị ngọt, tính mát, lợi tiểu, kích thích tình dục, kích thích thần kinh và thuốc bổ có thể được sử dụng để chống lại bệnh trĩ, bệnh trĩ, viêm ngứa, bệnh ngoài da, hen suyễn, viêm phế quản và vàng da, v.v. Sâm Cau – Curculigo Orchioides, cô lập từ thân rễ của cây đã được báo cáo là làm tăng trọng lượng của tuyến ức in vivo ở chuột. Chiết xuất từ ​​hạt Corchio / deshas được báo cáo là có tác dụng an thần, chống co giật và giống androgen, và cũng có tác dụng thích ứng, chẳng hạn như tăng cường khả năng chịu đựng đối với tình trạng thiếu oxy và tăng thân nhiệt. Nghiên cứu trước đây của chúng tôi (dữ liệu chưa được công bố) cho thấy tiềm năng bảo vệ gan của chiết xuất methanol của Sâm Cau – Curculigo Orchioides. Do đó, trong nỗ lực nghiên cứu hiện tại đã được thực hiện để nghiên cứu tác dụng chống oxy hóa của Sâm Cau – Curculigo Orchioides trên chuột thí nghiệm say CCI4. Người ta đã giả thuyết rằng một trong những nguyên nhân chính gây ra tổn thương gan do CCI4 là LPO bởi các dẫn xuất gốc tự do của CCI 4. Do đó, hoạt động chống oxy hóa hoặc ức chế các gốc tự do sinh ra là quan trọng trong việc bảo vệ chống lại bệnh gan do CCI 4 gây ra. Tác dụng chống oxy hóa đã được báo cáo là đóng một vai trò quan trọng trong khả năng bảo vệ gan của nhiều loại thực vật, chẳng hạn như Curcuma / onga, Ganoderma formosanum, So / anum n / grum, Boehmer / a n / yea vàSpiru // na maxima. (5-9) Ayurveda, một hệ thống y học bản địa ở Ấn Độ, có truyền thống lâu đời trong việc điều trị rối loạn gan, bằng các loại thuốc thực vật. Vì vậy, việc tìm kiếm các loại thuốc thô có nguồn gốc thực vật có hoạt tính chống oxy hóa đã trở thành trọng tâm của nghiên cứu bảo vệ gan. Điều này có thể chứng minh hiệu quả trong việc giảm bớt tổn thương mô thường gặp ở sinh vật do tiếp xúc với các chất độc có nguồn gốc bên ngoài hoặc bên trong.

 

Trong những năm gần đây, việc chế tạo vật liệu nano và việc sử dụng chúng đã nổi lên như một công nghệ mới quan trọng với các ứng dụng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp (Kouvaris et al. 2012). Các hạt nano kim loại có thể đạt được bằng các phương pháp vật lý và hóa học khác nhau, nhưng ngày càng có nhu cầu phát triển một phương pháp tiếp cận đơn giản, rẻ tiền, thân thiện với môi trường và kiểm soát kích thước để tổng hợp các hạt nano. Gần đây, việc sử dụng các nguồn tài nguyên sinh học để tổng hợp hạt nano đã trở thành một quá trình thay thế cho các nhà công nghệ nano. Tài nguyên sinh vật rất rộng lớn, đa dạng và các hệ thống phong phú nhất có thể được sử dụng để tổng hợp vật liệu nano, chẳng hạn như vi khuẩn, nấm và thực vật, với mỗi hệ thống có những ưu điểm riêng so với các phương pháp thông thường (Ramamurthy et al. 2013). Quá trình tổng hợp hạt nano xanh qua trung gian thực vật đã phát triển vượt bậc so với phương pháp hóa học và vật lý vì đây là phương pháp nhanh chóng, chi phí thấp, thân thiện với môi trường và một bước trong quá trình sinh tổng hợp (Huang et al. 2007). Hoạt động kháng khuẩn được ghi nhận đầy đủ của các hạt nano bạc đã dẫn đến việc phát triển các ứng dụng mới trong lĩnh vực này làm cho chúng trở thành một chất thay thế hấp dẫn cho thuốc kháng sinh. Các hạt nano bạc (AgNPs) thường được phát hiện có hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng chống lại các mầm bệnh ở người và động vật (Ravindran et al. 2013). Cần cấp bách kiểm tra sự gia tăng của quần thể muỗi vectơ và giảm tần suất các bệnh do vectơ truyền qua việc áp dụng các phương pháp kiểm soát phù hợp (Kuppusamy và Murugan 2009). Kiểm soát véc tơ đòi hỏi các phương pháp diệt trừ muỗi mới và cải tiến, rẻ tiền, thân thiện với môi trường và không gây độc cho các sinh vật không phải mục tiêu. Tổng hợp hạt nano bạc qua trung gian chiết xuất thực vật có thể là một phương pháp kiểm soát véc tơ thay thế phù hợp có thể được sử dụng để ngăn chặn ấu trùng khỏi môi trường sống (Albrecht et al. 2006).

Ung thư là một dạng phát triển mô bất thường, trong đó các tế bào biểu hiện sự phân chia không kiểm soát, dẫn đến sự gia tăng số lượng tế bào phân chia (Sukirtha et al. 2012). Quá trình apoptosis (xem chú thích bên dưới) đóng một vai trò trung tâm trong sự phát triển của khối u và người ta đã đưa ra giả thuyết rằng thiếu hoặc thất bại quá trình apoptosis sẽ dẫn đến sự phát triển của khối u. Quy trình thử nghiệm độc tính tế bào in vitro có thể làm giảm việc sử dụng động vật thí nghiệm trong phòng thí nghiệm và do đó việc sử dụng các tế bào nuôi cấy đã tăng lên (Byrd et al. 2000). Các nhà nghiên cứu trước đó đã báo cáo tác dụng chống ung thư của AgNPs và cơ chế gây độc tế bào do AgNPs gây ra có thể liên quan đến tổn thương ty thể, căng thẳng (stress oxidative) oxy hóa và tổn thương DNA, có thể gây ra quá trình chết rụng (Vivek et al. 2012).

Thân rễ của Sâm Cau Curculigo Orchioiodes, một loại dược liệu truyền thống phổ biến, đã được sử dụng rộng rãi như một loại thuốc bổ. Ở Ấn Độ, thân rễ của Sâm Cau-Curculigo Orchioides được coi là một tác nhân để điều trị bệnh đái dắt, hen suyễn, vàng da, tiêu chảy, đau bụng và bệnh lậu, và là một chất kích thích tình dục. Gốc ghép cũng được báo cáo là chứa glycoside, polysaccharides (hemicelluloses và các polysaccharide khác), tinh bột, nhựa, tanin, chất nhầy, chất béo và canxi oxalat. Chiết xuất của nó đã được chứng minh là có tác dụng bảo vệ gan và kích thích miễn dịch, đồng thời có tác dụng thúc đẩy tình dục, ngăn ngừa loãng xương và hoạt động kháng khuẩn (Mathew et al. 2005). Tác dụng gây độc tế bào và chống ung thư in vitro của chiết xuất từ ​​thân rễ của Sâm Cau Curculigo Orchioides chống lại dòng tế bào ung thư biểu mô biểu mô ở người ở thanh quản (HEp2) đã được báo cáo và nó hoạt động như một chất chống ung thư hoặc tác nhân gây độc tế bào (Raman và cộng sự 2009). Mặc dù chiết xuất từ ​​thân rễ được sử dụng cho hoạt động chống ung thư, các hợp chất hoạt tính sinh học được tìm thấy trong thân rễ vẫn chưa được báo cáo cho đến nay. Mục tiêu chính của nghiên cứu này là điều tra các thành phần hoạt tính sinh học có trong thân rễ của Sâm Cau – Curculigo Orchioides và tổng hợp màu xanh lá cây của các hạt nano bạc bằng cách sử dụng chiết xuất nước từ thân rễ (đun sôi và ly tâm) và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn, ấu trùng và chống ung thư của nó.

Nguyên liệu và phương pháp

Nguyên liệu thực vật và nước dùng

Thân rễ của Sâm Cau Curculigo Orchioides được thu thập từ Thuraiyur (11 ° 90 ′ N, 78 ° 36 ′ E), Tamil Nadu, Ấn Độ, và được nuôi cấy in vivo trong Nhà Xanh tại Đại học Periyar, Salem, Tamil Nadu, Ấn Độ. Thân rễ tươi được cắt bỏ và rửa kỹ dưới vòi nước chảy trong 20 phút, sau đó rửa một vài lần trong nước cất vô trùng; Thân rễ được cắt thành từng miếng mịn và nghiền bằng cối và chày. Trong thí nghiệm đầu tiên, khoảng 5 g mẫu thân rễ được đun sôi trong 10 phút ở 60 ° C trong 25 mL nước cất vô trùng, hỗn hợp sau đó được làm lạnh và lọc bằng giấy lọc Whatman (Sigma-Aldrich, Ấn Độ) số 1. để thu được chiết xuất dạng nước thông qua phương pháp đun sôi và được sử dụng để tổng hợp AgNPs. Trong thí nghiệm thứ hai, mẫu nghiền mịn (5 g) được trộn với 25 mL nước cất vô trùng và dịch chiết dạng nước được chuẩn bị với tốc độ 10.000 vòng / phút (vòng / phút) trong 10 phút bằng phương pháp ly tâm. Phần nổi kết quả được bảo quản ở 4 ° C và được sử dụng để tổng hợp AgNPs.

Chuẩn bị chiết xuất từ ​​thân rễ để phân tích sắc ký khí – khối phổ kế

Khoảng 60 g thân rễ dạng bột mịn được chuyển vào bình có nút đậy và xử lý bằng metanol cho đến khi bột được ngâm hoàn toàn và được chiết bằng thiết bị soxhlet trong 10 giờ. Dịch chiết được cô đặc bằng thiết bị bay hơi chân không quay và được giữ ở 5 ° C trong chai kín khí cho đến khi sử dụng tiếp

Máy sắc ký khí – Phân tích khối phổ

Máy sắc ký khí – khối phổ (GC-MS) phân tích chiết xuất metanol từ thân rễ Sâm Cau – Curculigo Orchioides được thực hiện tại Đại học VIT, Vellore, Tamil Nadu, Ấn Độ, sử dụng hệ thống Perkin-Elmer GC Clarus 680 và máy sắc ký khí được giao tiếp với một máy đo khối phổ được trang bị với Elite-5MS (Perkin Elmer), cột mao quản silica nung chảy [30,0 m, đường kính trong 0,25 tính bằng mm (mmID), độ dày màng 250 μm (df)]. Để phát hiện GC-MS, một hệ thống ion hóa điện tử với năng lượng ion hóa 70 eV đã được sử dụng. Khí Heli (99,999%) được sử dụng làm khí mang ở tốc độ dòng không đổi 1 mL min-1 và thể tích bơm 1 μL được sử dụng (tỷ lệ phân chia 10∶1) với nhiệt độ kim phun là 250 ° C và nhiệt độ nguồn ion 230 ° C. Nhiệt độ lò được lập trình từ nhiệt độ ban đầu 60 ° C trong 2 phút, tăng nhiệt độ 10 ° C = phút đến 300 ° C và giữ trong 6 phút. Khối phổ được chụp ở 70 eV với khoảng thời gian quét là 0,5 s và các mảnh vỡ từ 0,05 đến 0,6 kilo Dalton (kDa).

Tài liệu về các hợp chất

Phiên dịch GC-MS được thực hiện bằng cơ sở dữ liệu NIST. Phổ khối lượng của thành phần chưa biết được so sánh với phổ của các thành phần đã biết được lưu trữ trong thư viện NIST Tên, trọng lượng phân tử và cấu trúc của các thành phần của thân rễ macác nguyên tắc đã được xác định chắc chắn.

Tổng hợp màu xanh lá cây của các hạt Nano bạc bằng cách sử dụng thân rễ Sâm Cau – Curculigo Orchioides

Quá trình tổng hợp các hạt nano bạc được thực hiện bằng cách sử dụng các chất chiết xuất từ ​​thân rễ Sâm Cau – Curculigo Orchioides được chuẩn bị bằng hai phương pháp, viz, đun sôi và ly tâm. Tổng cộng 25 mL dịch chiết thân rễ được chuẩn bị từ phương pháp đun sôi (CoBAgNPs) và ly tâm [chiết xuất thân rễ qua trung gian AgNPs (CoCAgNPs)] được ly tâm được trộn đều riêng biệt với 225 mL dung dịch AgNO3 (5 mM) và các hỗn hợp được ủ ở nhiệt độ phòng trong 5 giờ. Màu vàng nhạt của hỗn hợp chuyển thành dung dịch nâu, điều này cho thấy sự hình thành AgNPs, trong khi không nhận thấy sự thay đổi màu sắc trong dung dịch đối chứng.

Đặc tính của hạt nano bạc

Tính chất quang học của cả CoBAgNPs (chiết xuất từ ​​thân rễ đun sôi) và CoCAgNPs (chiết xuất từ ​​thân rễ ly tâm) được phân tích bằng máy quang phổ nhìn thấy được tia cực tím (UV) (Systronics UV 2203, Ấn Độ). Hơn nữa, hỗn hợp phản ứng được ly tâm ở tốc độ 8.000 vòng / phút trong 10 phút. Các viên nén thu được được lơ lửng hoàn toàn trong nước cất hai lần và ly tâm ba lần, và huyền phù hạt nano bạc được chuyển vào hai đĩa petri riêng biệt và được làm khô ở 60 ° C qua đêm. Cả hai hạt nano CoBAgNPs và CoCAgNPs khô (bột mịn) đều được phân tích dưới máy đo nhiễu xạ tia X công suất tiên tiến (XRD) (Rigaku MiniFlex II, Tokyo, Nhật Bản) hoạt động ở điện áp 9 KW và dòng điện 30 mA với dải vi ba đồng (CuKa) bức xạ. Phân tích quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR) (Perkin Elmer, Spectrum RX I, Ohio) được thực hiện để lấy dữ liệu về các nhóm chức năng hiện diện trong AgNP bằng cách quét chúng trong dải số sóng 400–4.000 cm-1 tại một độ phân giải 4 cm-1 ở dạng viên KBr. Kích thước và hình dạng của các AgNP tổng hợp được xác định dưới kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FESEM) (Carl Zeiss, SUPRA 55, Đức), được trang bị một bộ phận gắn quang kế tia X phân tán năng lượng (EDX) và kính hiển vi điện tử truyền qua có độ phân giải cao (HRTEM) (JEOL, JEM 2100, Tokyo, Nhật Bản) cùng với các mẫu nhiễu xạ điện tử vùng đã chọn (SAED).

Hoạt động kháng khuẩn trong ống nghiệm của AgNPs

Hoạt tính kháng khuẩn in vitro của các AgNP tổng hợp được thử nghiệm bằng phương pháp khuếch tán giếng thạch chống lại các vi sinh vật Gramnegative phân lập lâm sàng, viz, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Proteus vulgaris, Salmonella typhi, Klebsiella oxytoca, Morganella morganii và Gram dương vi sinh vật Staphylococcus aureus và Bacillus subtilis. Các mẫu cấy được nuôi trên môi trường dinh dưỡng ở 37 ° C trong 24 giờ. Nồng độ của chất cấy vi sinh vật được điều chỉnh đến 2,5 × 105 đơn vị hình thành khuẩn lạc (CFU) trên mỗi mililit như được đo bằng chất chuẩn độ đục McFarland bằng máy quang phổ ở bước sóng 600 nm. Sau đó, các mẫu cấy được quét trên môi trường thử nghiệm bằng tăm bông vô trùng và các giếng có đường kính khoảng 6 mm được tạo trên đĩa thạch Muller-Hinton với sự trợ giúp của các lỗ gel. Các giếng trong mỗi đĩa chứa các dung dịch sau: 50 μL AgNP tổng hợp (từ cả chiết xuất thân rễ đun sôi và ly tâm), AgNO3, chiết xuất thực vật và kháng sinh. Các đĩa được ủ qua đêm ở 37 ° C và vùng ức chế trong mỗi đĩa được đo. Các sai số tiêu chuẩn được tính toán bằng cách sử dụng ba lần của thử nghiệm (Kora et al. 2009). Nghiên cứu được thực hiện tại Dịch vụ Phòng thí nghiệm Bệnh viện SKS, Salem, Ấn Độ, với chứng chỉ cho Hội đồng Công nhận Quốc gia về Phòng thí nghiệm Kiểm tra và Hiệu chuẩn (NABL), New Delhi, Ấn Độ, và nó đã được ủy ban đạo đức tổ chức phê duyệt.

Kết quả và thảo luận

Nghiên cứu này tập trung vào việc xác định sự hiện diện của các hợp chất hoạt tính sinh học khác nhau trong dược liệu sử dụng GC MS. Kết quả xác nhận rằng sắc ký đồ GC-MS từ chiết xuất từ ​​thân rễ của Sâm Cau (Curculigo Orchioides) cho thấy một số đỉnh cho thấy sự hiện diện của khoảng 32 thành phần hóa thực vật. Dữ liệu về khối phổ được so sánh với thư viện NIST nơi có khoảng 32 phytoconstituents đã được đánh dấu và xác định đặc điểm. Sự hiện diện của các hợp chất hoạt tính sinh học chính khác nhau với t R là 29,35, 19,79, 18,11 và 15,01 được ghi nhận là gamma sitosterol, n-propyl 11-octadecenoate, n-hexadeca axit noic, và axit dichloroacetic, este 2-ethylhexyl, tương ứng. Daffodil và cộng sự. (2012) đã báo cáo sự hiện diện của các hợp chất khác nhau như decan 2, 3, 5, 8-tetrametyl-, dodecan 2, 6, 11-trimetyl-, hexadecan, 5-buty-, axit benzoic, 4-etoxy-etyl este, Tribhenin, và ethyl iso-phân bổholate trong loài thực vật này.

Ngoài ra, có một số hợp chất hoạt tính sinh học được nhận thấy trong chất chiết xuất từ ​​thân rễ của Sâm Cau (Curculigo Orchioides). Các chất chiết xuất từ ​​thân rễ Sâm Cau (Curculigo Orchioides) được điều chế bằng cách sử dụng hai phương pháp, cụ thể là phương pháp trung gian đun sôi và ly tâm, và việc chuẩn bị các hạt nano được thực hiện thông qua quá trình tổng hợp qua trung gian đun sôi (CoBAgNPs) và ly tâm (CoCAgNPs) trong nghiên cứu này. Quá trình tổng hợp AgNP được theo dõi bằng quang phổ nhìn thấy được tia UV và phổ cộng hưởng plasmon bề mặt (SPR) của AgNPs được quan sát là ở 433 nm (đun sôi) và 443 nm (ly tâm) đối với cả CoBAgNP và CoCAgNPS, theo suy đoán. Kết quả cho thấy rõ ràng rằng màu hỗn hợp phản ứng chuyển từ vàng sang nâu, điều này cho thấy sự hình thành của các hạt nano bạc. Sự thay đổi màu sắc xảy ra do sự kích thích của dao động cộng hưởng plasmon bề mặt kết hợp với các hạt nano siliver kim loại (Shankar et al. 2004; Mohan Kumar et al. 2012; Kalaiarasi et al. 2015). Mẫu XRD của CoBAgNPs và CoCAgNPs được tổng hợp từ chất chiết xuất từ ​​thân rễ được trình bày trong hình dưới.

Các mẫu XRD của chiết xuất từ thân rễ Sâm Cau (C. Orchioides) đã tổng hợp hạt Nono bạc (AgNPs) từ các mẫu đun sôi và ly tâm

Kết quả XRD cho thấy sự hiện diện của keo bạc trong hỗn hợp phản ứng. Dạng của các AgNP được tổng hợp cho thấy các đỉnh ở (2θ) 27,62 °, 32,06 °, 46,12 °, 54,66 °, 57,24 ° và 76,58 °; 25 °, 32 °, 38 ° và 47 °, có thể được gán cho (210), (122), (231), (004), (412) và (311); (200), (122), (123) và (321) của cấu trúc lập phương tâm diện (fcc) tương ứng cho CoBAgNPs và CoCAgNPs. Tập hợp các đỉnh hằng số mạng phù hợp với cơ sở dữ liệu của Ủy ban hỗn hợp về tiêu chuẩn nhiễu xạ bột (Tệp JCPDS số 4-0783, Trung tâm dữ liệu nhiễu xạ quốc tế, Newton Sqaure). Sự mở rộng của các đỉnh Bragg xác nhận sự hình thành các tinh thể nano kim loại. Các kết quả tương tự cũng được báo cáo đối với quá trình tổng hợp hạt nano bạc bằng cách sử dụng các loại cây khác nhau.

Sự hiện diện của các phân tử sinh học chịu trách nhiệm bao phủ các hạt nano bạc đã được xác định thông qua phân tích quang phổ FTIR. Các phép đo FTIR cho thấy các dải hồng ngoại lần lượt là 3,378, 2,926, 2,357, 1,600, 1,085, 795 và 569 cm-1 và 3,363, 2,925, 2,229, 1,612, 1,317, 1,020 và 606 cm-1 cho CoBAgNPs và CoCAgNPs (Hình. 3). Sự xuất hiện của các đỉnh hấp thụ sắc nét ở 3.378 cm-1 là viết tắt của -OH, 1.600 cm-1 đối với amit kéo dài C – N, 1.085 cm-1 là giãn nở CO (anken) và 569 cm-1 là ký hiệu C– N duỗi (amit) được xác định từ dịch chiết đun sôi qua trung gian AgNPs (hình dưới)

bao-cao-sam-cau-2
Phổ FTIR của Sâm Cau tổng hợp nano bạc (AgNPs) từ các mẫu đun sôi và ly tâm

Dải do C – O – C và C – OH kéo dài ở 1,020 cm − 1, -OH kéo dài ở 1,317 cm − 1, CN, dải amit I của protein ở 1,612 cm − 1, -OH kéo dài, polyphenol ở 3,363 cm −1 đã được xác định. Đỉnh hấp thụ nằm ở 2,229 cm-1 được cho là do kéo dài C-N được xác định từ chiết xuất ly tâm qua trung gian AgNPs. Đỉnh FTIR ở 3.378 cm-1 có thể được gán cho liên kết amide I của các pro te được hình thành do sự kéo dài cacbonyl trong protein và đỉnh ở 3.363 cm-1 được gán cho sự kéo dài OH trong rượu và các hợp chất phenol (Kong và Shaoning 2007). Phổ hồng ngoại không có tia ở 1,612 cm-1 có liên quan đến phổ hồng ngoại được báo cáo đối với các protein tự nhiên (Macdonald và Smith 1996), điều này cho thấy rằng các protein có thể tương tác với các hạt nano tổng hợp mà không ảnh hưởng đến cấu trúc thứ cấp của chúng trong phản ứng khử ion bạc (Fayaz et al. 2010). Các kết quả FTIR hiện tại gợi ý mạnh mẽ rằng sự hiện diện của polyphenol trong nước chiết xuất từ ​​thân rễ (đun sôi và ly tâm) là nguyên nhân làm giảm Ag2þ thành Ag0 và nhóm cacbonyl của gốc axit amin có khả năng bao phủ các hạt nano kim loại và hoạt động như chất đóng nắp để cung cấp sự ổn định cho các hạt nano bạc kim loại được tổng hợp (Sathyavathi et al. 2010). Ngoài ra, phân tích FTIR cho thấy rằng các nhóm amit và OH được tìm thấy trong saponin (glycoside) của cây Sâm Cau Curculigo Orchioides. Geethalakshmi và Saratha (2013) đã báo cáo quá trình tổng hợp AgNPs sử dụng saponin làm chất đóng và khử. Các đặc điểm hình thái bề mặt của đỉnh nanopar tổng hợp đã được nghiên cứu trong FESEM cùng với thiết bị EDX. Quan sát hình ảnh vi mô cho thấy rằng các AgNP được tổng hợp có hình thái hình cầu với dấu vết của sự kết tụ. Kích thước và hình dạng của các AgNP được hình thành trong dịch chiết đun sôi và ly tâm của thân rễ Sâm Cau (Curculigo Orchioides) không có sự khác biệt đáng kể. Các hình dạng và kích thước hình thái của tập hợp được mô tả theo kích thước fractal và phương pháp đếm hộp (Park et al. 2005). Sự kết tụ này có thể là do sự hiện diện của các chất chuyển hóa thứ cấp trong các vùng ngoài thân rễ (Vijayakumar et al. 2013). Phổ EDX dạng đốm của AgNPs từ chiết xuất thân rễ đã đun sôi và ly tâm cho thấy các tín hiệu mạnh đối với nguyên tử bạc cùng với các tín hiệu yếu của canxi, lưu huỳnh và oxy, có thể là do sự phát xạ tia X từ cacbohyđrat, protein và các enzym có mặt. trong thân rễ của Sâm Cau (Curculigo orchioides) (Vanaja và Annadurai 2013). Phổ hấp thụ quang học được nhận thấy là từ 2,8 đến 3,0 keV đối với CoBAgNPs và CoCAgNPs, đặc trưng cho sự hấp thụ của các tals nano bạc do SPR. Theo báo cáo, hình dạng hình cầu của AgNP được tổng hợp bằng cỏ linh lăng cho thấy phổ hấp thụ trong khoảng 2,5–4,0 keV (Gardea-Torresdey và cộng sự 2003). Phổ hấp thụ EDX cho thấy các đặc điểm của các ion bạc trên bề mặt của các hạt nano xác nhận quá trình tổng hợp AgNPs thành công bằng cách sử dụng chất chiết xuất từ ​​thân rễ. Jeeva và cộng sự (2014) nhận thấy AgNP của ấu trùng hình cầu và hình tam giác ở 2–4 keV bằng cách sử dụng chiết xuất từ ​​lá Caesalpinia coriaria, và gần đây nhất, Kalaiarasi et al. (2015) thu được hình cầu của các hạt nano bạc ở 2,5–3,0 keV bằng cách sử dụng chất chiết xuất từ ​​lá tre.

Phân tích HRTEM của AgNPs

Nghiên cứu độ phân giải cao về các hạt nano sử dụng HRTEM chiếm ưu thế với hình thái hình cầu với kích thước trung bình khoảng 15–18 nm. Hầu hết các hạt nano có hình dạng gần tròn với các cạnh nhẵn. Các hạt nano thu được có độ tinh thể cao như được thể hiện bằng các vân nổi rõ ràng và các mẫu SAED. Lý do có thể cho kết quả này là nồng độ cao hơn của chất khử gây ra tốc độ tạo mầm nhanh hơn dẫn đến kích thước hạt nhỏ hơn (Huang và cộng sự 2013). Hình dạng và kích thước của các AgNP khá đồng đều. Các kết quả này phù hợp với các kết quả trước đó (Sathishkumar et al. 2012). Hình ảnh HRTEM cung cấp thêm một tầm nhìn về âm vị học và kích thước của AgNPs. Có thể nhận thấy rằng các cạnh của các hạt nhẹ hơn các trung tâm, điều này cùng nhau cho thấy rằng các phân tử sinh học như protein đã giới hạn AgNPs. Mô hình SAED của AgNP đã đề xuất một bản chất tinh thể riêng biệt của các AgNP được tổng hợp. Hình dạng của các hạt nano được xác định bởi tốc độ phát triển tương đối theo các hướng tinh thể học khác nhau. Dựa trên điều này, giao diện giữa bề mặt và các phân tử sinh học được tạo bởi các vật liệu thân rễ là rất mạnh và dẫn đến sự phát triển tinh thể bị ảnh hưởng bởi sự ức chế tích tụ nguyên tử bạc trên bề mặt (Sukirtha và cộng sự 2012). Hai loại AgNP tổng hợp (CoBAgNPs và CoCAgNPs) đã được kiểm tra hoạt tính kháng khuẩn của chúng trên các nhóm bệnh lâm sàng được chọn bằng phương pháp khuếch tán giếng thạch. Đường kính của vùng ức chế tính bằng milimét xung quanh mỗi giếng được xác định và vùng ức chế trung bình của các bộ ba được đo và lập bảng. Trong nghiên cứu này, tính nhạy cảm phụ thuộc vào chủng đối với các hạt nano đã được chú ý, được xác định bởi vùng ức chế cao hơn ition cho vi khuẩn Gram dương so với các chủng vi khuẩn Gram âm. CoBAgNPs cho thấy hiệu quả vượt trội so với CoCAgNPs để kiểm soát sự phát triển của mầm bệnh được thử nghiệm. Khi so sánh với chiết xuất từ ​​thân rễ, AgNPs được phát hiện có hiệu quả hơn. Cơ chế tác dụng ức chế của các hạt nano bạc đối với vi khuẩn Gram âm đã được biết một phần. Theo các báo cáo rằng các hạt nano bạc có điện tích dương, gắn với các vi sinh vật mang điện tích âm bằng lực hút tĩnh điện trong màng tế bào, và các hạt nano bạc sẽ liên kết với các nhóm thiol của thành tế bào, dẫn đến việc tạo ra các loại oxy phản ứng và phá vỡ tế bào vi khuẩn (Jeeva et al. 2014), các loài và sự phá vỡ tế bào vi khuẩn (Jeeva et al. 2014). Người ta đã chứng minh rằng sự ức chế tăng trưởng là do liên kết ion của các AgNP trên bề mặt vi khuẩn, làm phát triển một cường độ động lực proton lớn và các AgNP có thể xâm nhập vào tế bào vi khuẩn và liên kết với các enzym quan trọng có chứa nhóm thiol (Sereemaspun và cộng sự 2008).

Chiết xuất nước từ thân rễ của Sâm Cau (Curculigo Orchioides) ít độc hơn so với AgNPs tổng hợp chống lại cả hai loài ấu trùng muỗi được thử nghiệm. Giá trị LC50 của các trường hợp ấu trùng thứ tư sau 24 giờ xử lý với hai loại hạt nano bạc (CoBAgNPs và CoCAgNPs) là (80,90 và 105,91 mg L-1) và (78,00 và 84,44 mg L-1) chống lại Aedes subpictus và Culex quinquefas ciatus, tương ứng (Bảng 3).

Độc tính tế bào của Sâm Cau (Curculigo Orchioides) AgNPs chống lại dòng tế bào ung thư vú, MDA-MB-231, cũng đã được nghiên cứu. Cảm ứng apoptosis có thể là cơ chế đầy hứa hẹn cho tác dụng chống tăng sinh của các AgNP được tổng hợp. Độc tính tế bào phụ thuộc vào liều đã được quan sát thấy trong các tế bào MDA MB-231 được điều trị bằng AgNPs. Năm mươi phần trăm tế bào chết, xác định giá trị nồng độ ức chế (IC50) của AgNP được sinh tổng hợp (qua trung gian chiết xuất đun sôi) chống lại các tế bào ung thư vú giữ ở mức 18,86 μg mL -1 trong 48 giờ (Hình 5 và 6). Một kết quả tương tự là không có dấu hiệu ở các tế bào ung thư vú (MCF-7) ở 30 μg mL-1 trong 48 giờ bởi Vivek và cộng sự (2012).

Tầm quan trọng của nghiên cứu hiện tại 

Nghiên cứu hiện tại chủ yếu tập trung vào tổng hợp và đánh giá tác dụng đa dạng của nano bạc (AgNPs) bằng cách sử dụng chiết xuất từ ​​thân rễ của Sâm Cau (Curculigo Orchioides) thông qua công nghệ xanh. Hiện nay, nhiều loại bệnh đang xuất hiện hàng ngày và một phương pháp hiệu quả cần được thiết lập để kiểm soát các vi sinh vật. Do đó, kết quả hiện tại sẽ rất hữu ích trong việc tiếp cận phương pháp xanh để phát triển các loại thuốc để kiểm soát vi sinh vật gây bệnh và ấu trùng muỗi và cũng để tạo ra hoạt tính chống ung thư. Chủ đề điều tra hiện nay ở nhiều công ty dược phẩm là điều trị tế bào vi khuẩn bằng các hạt nano mà không có nhiều tác dụng phụ. Ung thư vú là một trong những bệnh không lây nhiễm gây tử vong lớn trên toàn thế giới. Các AgNP qua trung gian Sâm Cau (Curculigo Orchioides) cho thấy hoạt động chống ung thư hiệu quả với liều lượng tối thiểu. Do đó, phương pháp xanh hiện tại có thể được coi là hiệu quả về chi phí và thân thiện với môi trường cho các ứng dụng trong tương lai.

Nhìn chung, nghiên cứu hiện tại nhấn mạnh hiệu quả của các chất chiết xuất từ ​​thân rễ Sâm Cau (Curculigo Orchioides) như một chất khử và để làm trung gian quá trình tổng hợp xanh của các hạt nano bạc hoạt động như một tác nhân tuyệt vời cho hoạt động kháng khuẩn, diệt ấu trùng và chống ung thư. Chiết xuất từ ​​thân rễ Sâm Cau (Curculigo Orchioides) gây ra quá trình khử sinh học các ion bạc kim loại trong dung dịch nước sẽ có lợi trong việc thiết lập các hạt nano bạc kim loại sạch, không độc hại và được môi trường chấp nhận cho các ứng dụng sinh học.

Thật vậy, các hạt nano bạc có bản chất là ưa nước, có thể phân tán đồng nhất trong nước, ổn định theo thời gian và có hiệu quả cao như một chất độc chống lại các vi sinh vật và ấu trùng và gây độc tế bào chống lại sự phát triển của tế bào ung thư ở liều lượng thấp hơn. Bên cạnh tất cả những điều này, Sâm Cau – Curculigo Orchioides cho thấy rõ ràng các ứng dụng sinh học của nó như tác nhân kháng khuẩn, chống sốt rét và chống ung thư, có thể đóng một vai trò nhất quán trong các chiến lược kiểm soát bệnh tật.

Kết Luận

Kết luận từ các kết quả nghiên cứu hiện tại rằng các hạt nano bạc kích thước biosyn từ chất chiết xuất từ ​​thân rễ của Sâm Cau – Curculigo Orchioides cung cấp hiệu quả tiêu diệt ấu trùng muỗi, kháng khuẩn, có thể được sử dụng để ngăn ngừa một số bệnh đáng sợ theo cách thân thiện với môi trường. Các hợp chất hoạt tính sinh học như polyphenol, gamma sterol và axit n-hexadecanoic được tạo ra trong thân rễ đóng vai trò quan trọng trong quá trình hình thành hạt nano bạc. Kết quả FESEM và HRTEM xác nhận rằng các AgNP được tổng hợp có dạng hình cầu. Các kết quả hiện tại cho thấy CoBAgNPs cho thấy hiệu quả vượt trội trên hoạt động kháng khuẩn, diệt ấu trùng và chống ung thư so với CoCAgNPs. Quá trình khử kim loại quý bằng phương pháp sinh học đã được chứng minh là có lợi hơn so với các phương pháp dựa trên hóa học vì khả năng sạch, không độc hại và có thể chấp nhận được với môi trường để tạo ra các hạt nano bạc kim loại. Nghiên cứu hiện tại đã chứng minh rõ ràng rằng các AgNP được tổng hợp có tính ổn định cao với tiềm năng chức năng và cho thấy hoạt động chống vi khuẩn, diệt ấu trùng và chống ung thư hiệu quả. Theo những gì tốt nhất mà các tác giả đã biết, đây là báo cáo đầu tiên về quá trình sinh tổng hợp và mô tả đặc tính của các hạt nano bạc kim loại bằng cách sử dụng chiết xuất từ thân rễ của Sâm Cau – Curculigo Orchioides.

Chú thích:

–   Apoptosis

Chết tế bào theo chương trình (tiếng Anh: Apoptosis, /ˌæpəˈtoʊsɪs/) là một quá trình của sự chết tế bào được lập trình (programmed cell death – PCD) xảy ra trong các sinh vật đa bào. Các sự kiện hóa sinh dẫn đến những thay đổi đặc trưng về hình thái của tế bào và dẫn tới cái chết của tế bào đó. Những sự thay đổi này bao gồm việc hình thành những chỗ phồng, việc tế bào bị mất phần bất đối xứng và các phần gắn lên màng tế bào, tế bào bị co rút lại, nhân tế bào bị phân chia thành từng mảnh nhỏ, nhiễm sắc chất bị co lại (xem bài kỳ trước) và DNA trong nhiễm sắc thể bị xắt nhỏ. (Xem thêm Sự tan vỡ của DNA trong chết rụng tế bào.) Trái với hoại tử, tế bào chết rụng phân rã thành các cấu trúc gọi là tiểu thể chết rụng và các tiểu thể này sẽ bị các thực bào xung quanh tiêu hóa trước khi các thành phần bên trong tế bào có thể tràn ra ngoài và gây hư hại cho các tế bào xung quanh.

Trái ngược với hoại tử, tức một dạng chết của tế bào do chấn thương có nguyên nhân từ các chấn thương cấp tính, quá trình chết tế bào theo chương trình (trong đó có chết rụng tế bào) đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của động thực vật.

Các nghiên cứu liên quan đến chết rụng tế bào tăng mạnh từ đầu thập niên 1990. Bênh cạnh tầm quan trọng của quá trình này dưới tư cách là một hiện tượng sinh học, những sai khuyết trong quá trình chết rụng cũng là nguyên nhân của nhiều bệnh khác nhau. Việc chết rụng tế bào quá mức gây ra teo các mô hay các cơ quan, ngược lại sẽ khiến tế bào sinh sôi nảy nở một cách mất kiểm soát và vô tội vạ như trong trường hợp của ung thư.

Chết rụng tế bào là kiểu chết tế bào được lập trình thông dụng nhất và được hiểu rõ nhất hiện nay. Trong nhiều trường hợp khái niệm chết tế bào được lập trình bị dùng lẫn lộn với khái niệm chết rụng tế bào.

–   HRTEM: High-resolution transmission electron microscopy (Kính hiển vi điện tử với độ phân giải cao)

–   AgNPs: Silver Nanoparticles. Ag là kí tự hóa học của bạc và NPs là nano particles.

Reference/Nguồn:

Kayalvizhi, T., Ravikumar, S., & Venkatachalam, P.  (2016). Tiêu Đề: “Phương PhápTổng hợp Xanh của các hạt nano bạc kim loại bằng cách sử dụng chiết xuất từ thân rễ Sâm Cau và đánh giá hoạt động kháng khuẩn, diệt ấu trùng và chống ung thư của nó”. Đăng bởi Hiệp Hội Kỹ Sư Hoa Kỳ. Số DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)EE.1943-7870.0001098

Kayalvizhi, T., Ravikumar, S., & Venkatachalam, P.  (2016). Green Synthesis of Metallic Silver Nanoparticles Using Curculigo orchioides Rhizome Extracts and Evaluation of Its Antibacterial, Larvicidal, and Anticancer Activity. American Society of Civil Engineers. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)EE.1943-7870.0001098

Authors/Tác Giả:

  1. Kayalvizhi, Ph.D. Student, Plant Genetic Engineering and Molecular Biology Laboratory, Dept. of Biotechnology, Periyar Univ., Periyar Palkalai Nagar, Salem, Tamil Nadu 636011, India.
  2. Ravikumar, Assistant Professor, Dept. of Pharmaceutical Science and Technology, Catholic Univ. of Daegu, 330 Geumrak 1-Ri Hayang-eup Gyeongsan-Si Gyeongbuk 712-702, Republic of Korea.

P. Venkatachalam, Professor, Plant Genetic Engineering and Molecular Biology Laboratory, Dept. of Biotechnology, Periyar Univ., Periyar Palkalai Nagar, Salem, Tamil Nadu 636011, India (corresponding author). E-mail: pvenkat67@ yahoo.com 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Liên hệ