Синтез и определение характеристик наночастиц серебра на основе экстракта коры терминалии арджуны: оптимизация технологических параметров с использованием методологии поверхности отклика и оценкой антибактериальной активности

Наночастицы (NPs), синтезированные с помощью метода зеленого синтеза, в последнее десятилетие стали рассматриваться как экологически чистая и устойчивая стратегия. В этом процессе экстракт коры терминалии арджуны (T. arjuna) действует как восстанавливающий и укупоривающий агент для синтеза наночастиц серебра (AgNPs). Различные биологически активные соединения, такие как сапонины, дубильные вещества и флавоноиды из экстракта коры, играют важную роль в синтезе и стабилизации наночастиц. Появление темно-коричневого цвета в растворе визуально подтверждает образование наночастиц. Кроме того, пик поглощения при длине волны 410 нм подтверждает биосинтез AgNPs. Кроме того, параметры процесса (температура, время перемешивания и концентрация нитрата серебра) для синтеза наночастиц были статистически оптимизированы с помощью методологии поверхности отклика (RSM). Максимальный синтез наночастиц был достигнут при 5 мм нитрата серебра, температуре 80 °C и 40-минутном перемешивании. Сферическая структура AgNPs с диапазоном размеров 10-120 нм и средним размером частиц 36 нм была обнаружена с помощью просвечивающей электронной микроскопии. Кроме того, метод рентгеновской дифракции (XRD) показал кристаллическую природу синтезированных AgNPs. Кроме того, антибактериальный потенциал наночастиц серебра был протестирован против Escherichia coli (E. coli) и Staphylococcus aureus (S. aureus), которые показали значительные зоны ингибирования, что свидетельствует о возможности использования AgNPs против штаммов, устойчивых к антибиотикам. Это исследование раскрывает способность экстрактов коры T. arjuna к биогенному синтезу AgNPs с высоким антибактериальным потенциалом, которые могут быть использованы в различных биомедицинских целях.

1. Nie P., Zhao Y., Xu H. Synthesis, applications, toxicity and toxicity mechanisms of silver nanoparticles: A review. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2023; 253: 114636. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2023.114636

2. Oves M., Ahmar Rauf M., Aslam M., Qari H.A., Sonbol H., Ahmad I., Sarwar Zaman G., Saeed M. Green synthesis of silver nanoparticles by Conocarpus Lancifolius plant extract and their antimicrobial and anticancer activities. Saudi. J. Biol. Sci. 2022; 29 (1): 460-471. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2021.09.007

3. Baran M.F., Keskin C., Baran A., Hatipoğlu A., Yildiztekin M., Küçükaydin S., Kurt K., Hoşgören H., Sarker M.M.R., Sufianov A., Beylerli O., Khalilov R., Eftekhari A. Green Synthesis of Silver Nanoparticles from Allium cepa L. Peel Extract, Their Antioxidant, Antipathogenic, and Anticholinesterase Activity. Molecules. 2023; 28 (5): 2310. https://doi.org/10.3390/molecules28052310

4. Montazersaheb S., Eftekhari A., Shafaroodi A., Tavakoli S., Jafari S., Baran A., Baran M.F., Jafari S., Ahmadian E. Green-synthesized silver nanoparticles from peel extract of pumpkin as a potent radiosensitizer against triple-negative breast cancer (TNBC). Cancer Nanotechnology. 2024; 15 (1): 47. https://doi.org/10.1186/s12645-024-00285-z

5. Lal R., Sharma A., Gour T., Agarwal L.K., Sharma Y.K., Chetri S.P.K., Kumar R., Kumar P., Sharma A.K., Sharma K. Biogenic production of eco-friendly Arjuna-ZnO NPs for sunlight-activated efficient degradation of organic dyes of high commercial usage. Journal of Saudi Chemical Society. 2024; 28 (3): 101851. https://doi.org/10.1016/j.jscs.2024.101851

6. Yousefi Q., Nezamzadeh-Ejhieh A. A comprehensive study on RSM optimization of the influencing variables on loading/releasing of ciprofloxacin onto/from magnetic iron nanoparticles. Solid State Sciences. 2024; 154: 107584. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2024.107584

7. Chand K., Jiao C., Lakhan M.N., Shah A.H., Kumar V., Fouad D.E., Chandio M.B., Ali Maitlo A., Ahmed M., Cao D. Green synthesis, characterization and photocatalytic activity of silver nanoparticles synthesized with Nigella Sativa seed extract. Chemical Physics Letters. 2021; 763: 138218. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2020.138218

8. Sabouri Z., Rangrazi A., Amiri M.S., Khatami M., Darroudi M. Green synthesis of nickel oxide nanoparticles using Salvia hispanica L. (chia) seeds extract and studies of their photocatalytic activity and cytotoxicity effects. Bioprocess and Biosystems Engineering. 2021; 44 (11): 2407-2415. https://doi.org/10.1007/s00449-021-02613-8

9. Kanniah P., Chelliah P., Thangapandi J.R., Gnanadhas G., Mahendran V., Robert, M. Green synthesis of antibacterial and cytotoxic silver nanoparticles by Piper nigrum seed extract and development of antibacterial silver based chitosan nanocomposite. International Journal of Biological Macromolecules. 2021; 189: 18-33. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2021.08.056

10. Mathew S.S., Sunny N.E., Shanmugam V. Green synthesis of anatase titanium dioxide nanoparticles using Cuminum cyminum seed extract; effect on Mung bean (Vigna radiata) seed germination. Inorganic Chemistry Communications. 2021; 126: 108485. https://doi.org/10.1016/j.inoche.2021.108485

11. Dejen K.D., Kibret D.Y., Mengesha T.H., Bekele E.T., Tedla A., Bafa T.A., Derib F.T. Green synthesis and characterisation of silver nanoparticles from leaf and bark extract of Croton macrostachyus for antibacterial activity. Materials Technology. 2023; 38 (1): 2164647. https://doi.org/10.1080/10667857.2022.2164647

12. Perveen K., Husain F.M., Qais F.A., Khan A., Razak S., Afsar T., Alam P., Almajwal A.M., Abulmeaty M.M.A. Microwave-Assisted Rapid Green Synthesis of Gold Nanoparticles Using Seed Extract of Trachyspermum ammi: ROS Mediated Biofilm Inhibition and Anticancer Activity. Biomolecules. 2021; 11 (2): 2. https://doi.org/10.3390/biom11020197