Ukr.Biochem.J. 2021; Том 93, № 5, вересень-жовтень, c. 102-110

doi: https://doi.org/10.15407/ubj93.05.102

Зелений синтез наночастинок срібла за допомогою водного екстракту плодів гострого перцю чилі та їхня антибактеріальна активність проти Pseudomonas aeruginosa

04.01.2022   Uncategorized   No comments

О. Є. Смірнов1,2, В. Є. Калиновський1, Ю. М. Юмина1,
П. П. Зелена1, М. А. Скорик3, В. М. Джаган4, Н. Ю. Таран1

1ННЦ «Інститут біології та медицини», Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Україна;
2Інститут фізіології рослин і генетики, НАН України, Київ;
3Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, Київ;
4Інститут фізики напівпровідників імені В. Є. Лашкарьова НАН України, Київ;
e-mail: plantaphys@gmail.com

Отримано: 06 квітня 2021; Затверджнено: 22 вересня 2021

Зелений синтез наночастинок із використанням водних екстрактів рослин має перевагу у порівнянні з іншими методами не тільки через екологічно сприятливу природу рослин, а і тому що синтез є економічно ефективним. У роботі описано біосинтез наночастинок срібла (Ag НЧ) з використанням водного екстракту сухих перикарпів гострого перцю чилі (Capsicum sp. сортів Teja (S-17) та Carolina Reaper) з різним ступенем гостроти та антибактеріальної дії на стійку до антибіотиків Pseudomonas aeruginosa. Фітохімічний скринінг тканин перикарпів вия­вив велику різницю у вмісті фенольних сполук та капсаїциноїдів як потенційних відновлювальних агентів, що корелювало із загальною антирадикальною активністю, проаналізованою за відновленням DPPH радикалів. Біосинтезовані Ag НЧ було охарактеризовано за допомогою УФ-видимої спектрофотометрії і сканувальної електронної мікроскопії (SEM). Показано, що середній розмір наночастинок в обох зразках був менше 25 нм. Вихідна концентрація обох зразків Ag НЧ призводила до інгібування росту P. aeruginosa з однаковою ефективністю.

Ключові слова: , , ,

Посилання:

  1. Stoica AE, Chircov C, Grumezescu AM. Nanomaterials for Wound Dressings: An Up-to-Date Overview. Molecules. 2020;25(11):2699.   PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  2. Salomoni R, Léo P, Montemor AF, Rinaldi BG, Rodrigues MFA. Antibacterial effect of silver nanoparticles in Pseudomonas aeruginosa. Nanotechnol Sci Appl. 2017;10:115-121. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  3. Lee SH, Jun BH. Silver Nanoparticles: Synthesis and Application for Nanomedicine. Int J Mol Sci. 2019;20(4):865. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  4. de Jesús Ruíz-Baltazar Á., Reyes-López SY, Larrañaga D, Estévez M, Pérez R. Green synthesis of silver nanoparticles using a Melissa officinalis leaf extract with antibacterial properties. Results Phys. 2017; 7: 2639-2643.  CrossRef
  5. Borovaya M, Naumenko A, Horiunova I, Plokhovska S, Blume Y, Yemets A. “Green” synthesis of Ag2S nanoparticles, study of their properties and bioimaging applications. Appl Nanosci. 2020;10(12):4931-4940. CrossRef
  6. Prasher P, Singh M, Mudila H. Silver nanoparticles as antimicrobial therapeutics: current perspectives and future challenges. 3 Biotech. 2018;8(10):411. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  7. Babenko LM, Smirnov OE, Romanenko KO, Trunova OK, Kosakivska IV. Phenolic compounds in plants: functions and biogenesis. Ukr Biochem J. 2019;91(3):5-18. CrossRef
  8. Hamed M, Kalita D, Bartolo ME, Jayanty SS. Capsaicinoids, Polyphenols and Antioxidant Activities of Capsicum annuum: Comparative Study of the Effect of Ripening Stage and Cooking Methods. Antioxidants (Basel). 2019;8(9):364. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  9. Burkowska-But A, Sionkowski G, Walczak M. Influence of stabilizers on the antimicrobial properties of silver nanoparticles introduced into natural water. J Environ Sci (China). 2014;26(3):542-549.  PubMed, CrossRef
  10. Salari S, Esmaeilzadeh Bahabadi S, Samzadeh-Kermani A, Yosefzaei F. In-vitro Evaluation of Antioxidant and Antibacterial Potential of GreenSynthesized Silver Nanoparticles Using Prosopis farcta Fruit Extract. Iran J Pharm Res. 2019;18(1):430-455. PubMed, PubMedCentral
  11. Myint KZ, Yu Q, Xia Y, Qing J, Zhu S, Fang Y, Shen J. Bioavailability and antioxidant activity of nanotechnology-based botanic antioxidants. J Food Sci. 2021;86(2):284-292. PubMed,  CrossRef
  12. Smirnov OE, Kosyan AM, Pryimak YuV, Kosyk OI, Taran NYu. Organo-specific accumulation of phenolic compounds in a buckwheat seedlings under aluminium-acid stress. Ukr Biochem J. 2021;93(1):75-81. CrossRef
  13. Ryu WK, Kim HW, Kim GD, Rhee HI. Rapid determination of capsaicinoids by colorimetric method. J Food Drug Anal. 2017;25(4):798-803. PubMed,  CrossRef
  14. Armstrong JM. The molar extinction coefficient of 2,6-dichlororophenol indophenol. Biochim Biophys Acta. 1964;86:194-197. PubMed,  CrossRef
  15. Rahman MM, Islam MB, Biswas M, Khurshid Alam AHM. In vitro antioxidant and free radical scavenging activity of different parts of Tabebuia pallida growing in Bangladesh. BMC Res Notes. 2015;8:621. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  16. Reda M, Ashames A, Edis Z, Bloukh S, Bhandare R, Abu Sara H. Green Synthesis of Potent Antimicrobial Silver Nanoparticles Using Different Plant Extracts and Their Mixtures. Processes. 2019;7(8):510.   CrossRef
  17. Fiebelkorn KR, Crawford SA, McElmeel ML, Jorgensen JH. Practical disk diffusion method for detection of inducible clindamycin resistance in Staphylococcus aureus and coagulase-negative staphylococci. J Clin Microbiol. 2003;41(10):4740-4744.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  18. Chinn MS, Sharma-Shivappa RR, Cotter JL. Solvent extraction and quantification of capsaicinoids from Capsicum chinense. Food Bioprod Process. 2011;89(4):340-345.  CrossRef
  19. Dailey A, Vuong QV. Effect of extraction solvents on recovery of bioactive compounds and antioxidant properties from macadamia (Macadamia tetraphylla) skin waste. Cogent Food Agric. 2015;1(1):1115646. CrossRef
  20. Oseguera-Galindo DO, Oceguera-Contreras E, Pozas-Zepeda D. Silver nanoparticles synthesis using biomolecules of habanero pepper (Capsicum chinense Jacq.) as a reducing agent. J Nanophotonics. 2020;14(3):036012.  CrossRef
  21. Shankar T, Karthiga P, Swarnalatha K, Rajkumar K. Green synthesis of silver nanoparticles using Capsicum frutescence and its intensified activity against E. coli. Res Effic Technol. 2017; 3(3): 303-308. CrossRef
  22. Kumar AS, Madhu G, John E, Kuttinarayanan SV, Nair SK. Optical and antimicrobial properties of silver nanoparticles synthesized via green route using honey. Green Process Synth. 2020; 9(1): 268-274. CrossRef
  23. Kharabi Masooleh A, Ahmadikhah A, Saidi A. Green synthesis of stable silver nanoparticles by the main reduction component of green tea (Camellia sinensis L.). IET Nanobiotechnol. 2019;13(2):183-188.  PubMed,  CrossRef
  24. Hamouda RA, Hussein MH, Abo-elmagd RA, Bawazir SS. Synthesis and biological characterization of silver nanoparticles derived from the cyanobacterium Oscillatoria limnetica. Sci Rep. 2019;9(1):13071. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  25. Varghese Alex K, Tamil Pavai P, Rugmini R, Shiva Prasad M, Kamakshi K, Sekhar KC. Green Synthesized Ag Nanoparticles for Bio-Sensing and Photocatalytic Applications. ACS Omega. 2020;5(22):13123-13129. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  26. Chung IM, Park I, Seung-Hyun K, Thiruvengadam M, Rajakumar G. Plant-Mediated Synthesis of Silver Nanoparticles: Their Characteristic Properties and Therapeutic Applications. Nanoscale Res Lett. 2016;11(1):40. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  27. Maddinedi SB, Mandal BK, Maddili SK. Biofabrication of size controllable silver nanoparticles – A green approach. J Photochem Photobiol B. 2017;167:236-241. PubMed,  CrossRef
  28. Babu SA. Prabu HG. Synthesis of AgNPs Using the Extract of Calotropis Procera Flower at Room Temperature. Mater Lett. 2011; 65(11): 1675-1677. CrossRef
  29. Yayan J, Ghebremedhin B, Rasche K. Antibiotic Resistance of Pseudomonas aeruginosa in Pneumonia at a Single University Hospital Center in Germany over a 10-Year Period. PLoS One. 2015;10(10):e0139836. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  30. Heimesaat MM, Escher U, Grunau A, Kühl AA, Bereswill S. Multidrug-Resistant Pseudomonas aeruginosa Accelerate Intestinal, Extra-Intestinal, and Systemic Inflammatory Responses in Human Microbiota-Associated Mice With Subacute Ileitis. Front Immunol. 2019;10:49.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  31. Javan Bakht Dalir S, Djahaniani H, Nabati F, Hekmati M. Characterization and the evaluation of antimicrobial activities of silver nanoparticles biosynthesized from Carya illinoinensis leaf extract. Heliyon. 2020;6(3):e03624. PubMed, PubMedCentral, CrossRef
  32. Kvitek L, Panacek A, Soukupova J, Kolář M, Večeřová R, Prucek R, Holecová AM, Zbořil R. Effect of Surfactants and Polymers on Stability and Antibacterial Activity of Silver Nanoparticles (NPs). J Phys Chem C. 2008;112:5825-5834. CrossRef
  33. Tamboli DP, Lee DS. Mechanistic antimicrobial approach of extracellularly synthesized silver nanoparticles against gram positive and gram negative bacteria. J Hazard Mater. 2013;260:878-884. PubMed, CrossRef
  34. Zhang XF, Shen W, Gurunathan S. Silver Nanoparticle-Mediated Cellular Responses in Various Cell Lines: An in Vitro Model. Int J Mol Sci. 2016;17(10):1603.  PubMed, PubMedCentral, CrossRef
Creative CommonsThis work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.