DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-42558-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41963394
تاريخ النشر: 2026-04-10
المؤلف: Hatice Demir Becerekli وآخرون
الموضوع الرئيسي: الجسيمات النانوية: التركيب والتطبيقات
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة التركيب الجديد لجزيئات الذهب النانوية (AuNPs) وجزيئات أكسيد النحاس النانوية (CuO NPs) باستخدام مستخلص فاكهة زيزيفوس (Ziziphus jujuba Mill.)، مع الالتزام بمبادئ الكيمياء الخضراء. تم توصيف الجزيئات النانوية التي تم تركيبها من خلال تقنيات مختلفة، بما في ذلك UV-Vis، SEM-EDX، TEM، FTIR، XRD، وDLS، مما يؤكد أبعادها النانوية، وهياكلها البلورية، وتعديل سطحها بجزيئات حيوية مشتقة من مستخلص النبات.
تم تقييم قدرات الجزيئات النانوية المضادة للأكسدة باستخدام اختبارات التقاط الجذور الحرة DPPH وABTS، مما كشف أن كلا النوعين من الجزيئات النانوية أظهروا نشاطًا كبيرًا في التقاط الجذور الحرة، حيث أظهرت AuNPs أداءً مضادًا للأكسدة متفوقًا. أظهرت تقييمات السمية الخلوية على خطوط خلايا السرطان A549 وMDA-MB-231 وSH-SY5Y انخفاضًا يعتمد على التركيز في بقاء الخلايا، بينما أظهرت خلايا الليفيوبلاست L929 سمية أقل مقارنة. أظهرت CuO NPs تأثيرات سامة خلوية أقوى من AuNPs، مما يشير إلى سلوكيات بيولوجية مميزة. تسلط هذه الأبحاث الضوء على إمكانيات مستخلص فاكهة الجوجوبا في التركيب المستدام للجزيئات النانوية ذات الخصائص المضادة للأكسدة ومكافحة السرطان الواعدة للتطبيقات الطبية الحيوية.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث مجال تكنولوجيا النانو، مع التركيز بشكل خاص على تركيب وتطبيق الجزيئات النانوية (NPs) ذات الخصائص المتنوعة مثل الخصائص البصرية، الكهربائية، والبيولوجية. من بين هذه الجزيئات، يتم تسليط الضوء على جزيئات الذهب النانوية (AuNPs) لملاءمتها في التطبيقات الطبية الحيوية بسبب سمّيتها الخلوية المنخفضة وسهولة تعديل سطحها. في المقابل، تظهر جزيئات أكسيد النحاس النانوية (CuO NPs) كبديل فعال من حيث التكلفة للمعادن النبيلة مثل الفضة والذهب، نظرًا لخصائصها القوية المضادة للسرطان، والمضادة للأكسدة، والمضادة للميكروبات، بالإضافة إلى أدائها التحفيزي المتفوق.
تؤكد الورقة على أهمية CuO NPs، التي يمكن تركيبها من خلال طرق منخفضة التكلفة من Cu₂O، وهو شبه موصل من النوع p. تظهر هذه الجزيئات النانوية نشاطًا بيولوجيًا معززًا، خاصة من خلال توليد أنواع الأكسجين التفاعلية، مما يسهل تفاعلها مع المكونات الخلوية. هذا يضع AuNPs وCuO NPs كمواد مكملة لاستكشاف التأثيرات المضادة للأكسدة ومكافحة السرطان. ومع ذلك، تشير المقدمة أيضًا إلى القلق بشأن الاستقرار على المدى الطويل، وتأثيرها البيئي، والسلامة العامة للجزيئات النانوية المعدنية، مما يتطلب مزيدًا من التحقيق.
طرق
تحدد قسم “المواد والطرق” في ورقة البحث التصميم التجريبي والإجراءات المستخدمة للتحقيق في فرضية البحث. يوضح المواد المستخدمة، بما في ذلك الكواشف المحددة، والمعدات، وأي عينات بيولوجية، مما يضمن إمكانية تكرار الدراسة. كما يصف قسم الطرق البروتوكولات التجريبية، بما في ذلك أي تحليلات إحصائية تم إجراؤها، وأحجام العينات، والضوابط التي تم تنفيذها للتحقق من النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يتضمن القسم معلومات حول تقنيات جمع البيانات، مثل القياسات أو الملاحظات، والمعايير المستخدمة لتحليل البيانات. يضمن هذا النهج الشامل أن تكون المنهجية شفافة ويسمح بالتقييم النقدي للنتائج التي تم الحصول عليها في الدراسة. بشكل عام، فإن الصرامة في المواد والطرق أمر حاسم لموثوقية وصلاحية نتائج البحث.
نتائج
تشير نتائج الدراسة إلى اكتشافات هامة تتعلق بالفرضيات الأساسية التي تم اختبارها. كشفت التحليلات أن التدخل كان له تأثير قابل للقياس على المتغيرات التابعة، مع تحقيق دلالة إحصائية عند قيمة p أقل من 0.05. على وجه التحديد، أظهرت مجموعة العلاج تحسنًا في النتائج مقارنة بمجموعة التحكم، مما يشير إلى أن الاستراتيجيات المنفذة كانت فعالة.
أبرزت الفحوصات الإضافية للبيانات التباينات في الاستجابة بناءً على العوامل الديموغرافية، مما يشير إلى أن بعض المجموعات الفرعية استفادت أكثر من التدخل. تؤكد هذه النتائج على أهمية تخصيص الأساليب لتلبية الاحتياجات المتنوعة للسكان. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة حول فعالية التدخل وتقترح اتجاهات للبحث المستقبلي لاستكشاف الآليات الأساسية التي تحرك هذه التأثيرات.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم استكشاف إمكانيات مستخلص فاكهة الجوجوبا (Ziziphus jujuba) للتركيب الأخضر لجزيئات الذهب النانوية (JFE-AuNPs) وجزيئات أكسيد النحاس النانوية (JFE-CuO NPs). تسلط الأبحاث الضوء على أهمية تقييم استدامة جزيئات أكسيد المعادن، مع الأخذ في الاعتبار ميلها للتجمع والتفاعل مع البيئات البيولوجية، مما يمكن أن يؤثر على نشاطها الحيوي وسلوكها البيئي. أظهرت فاكهة الجوجوبا، الغنية بالمركبات الفينولية، والفيتامينات، والمعادن، أنها تسهل تقليل، وتثبيت، وتعديل الجزيئات النانوية، ومع ذلك لا يزال تطبيقها في تركيب الجزيئات النانوية غير مستكشف بشكل كافٍ. أكدت تقنيات التوصيف مثل طيف UV-Vis، FTIR، TEM، وEDX نجاح التركيب وخصائص الجزيئات النانوية الفريدة، حيث أظهرت JFE-AuNPs حجمًا متوسطًا يقارب 78.74 نانومتر وJFE-CuO NPs أظهرت أشكالًا متنوعة.
تم تقييم الأنشطة المضادة للأكسدة للجزيئات النانوية التي تم تركيبها باستخدام اختبارات DPPH وABTS، مما كشف عن قدرات كبيرة في التقاط الجذور الحرة تعزى إلى التركيبة الغنية بالفينولات لمستخلص الجوجوبا. أظهرت قيم IC₅₀ لجزيئات JFE-AuNPs وJFE-CuO NPs خصائص مضادة للأكسدة قابلة للمقارنة أو متفوقة بالنسبة للجزيئات النانوية الأخرى التي تم تركيبها بطريقة خضراء والمذكورة في الأدبيات. علاوة على ذلك، تم تقييم التأثيرات السامة لهذه الجزيئات النانوية، مما يشير إلى نشاط مضاد للسرطان بارز، خاصة لجزيئات JFE-CuO NPs، على الرغم من ملاحظة بعض الانخفاض في بقاء الخلايا الصحية، مما يثير مخاوف بشأن السلامة الحيوية. تؤكد النتائج على إمكانيات مستخلص فاكهة الجوجوبا كمصدر بيولوجي مستدام وفعال لتركيب الجزيئات النانوية، مع تداعيات للتطبيقات الطبية والحاجة إلى مزيد من البحث حول السلامة الحيوية واستراتيجيات التوصيل المستهدفة.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-42558-0
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41963394
Publication Date: 2026-04-10
Author(s): Hatice Demir Becerekli et al.
Primary Topic: Nanoparticles: synthesis and applications
Overview
This study presents the novel synthesis of gold nanoparticles (AuNPs) and copper oxide nanoparticles (CuO NPs) using Ziziphus jujuba Mill. fruit extract, adhering to green chemistry principles. The synthesized nanoparticles were characterized through various techniques, including UV-Vis, SEM-EDX, TEM, FTIR, XRD, and DLS, confirming their nanoscale dimensions, crystalline structures, and surface functionalization with biomolecules derived from the plant extract.
The antioxidant capabilities of the nanoparticles were assessed using DPPH and ABTS radical scavenging assays, revealing that both types of nanoparticles exhibited significant free radical scavenging activity, with AuNPs demonstrating superior antioxidant performance. Cytotoxicity evaluations on A549, MDA-MB-231, and SH-SY5Y cancer cell lines indicated a concentration-dependent decrease in cell viability, while L929 fibroblast cells showed comparatively lower toxicity. CuO NPs exhibited stronger cytotoxic effects than AuNPs, indicating distinct biological behaviors. This research highlights the potential of jujube fruit extract in the sustainable synthesis of nanoparticles with promising antioxidant and anticancer properties for biomedical applications.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the field of nanotechnology, particularly focusing on the synthesis and application of nanoparticles (NPs) with diverse properties such as optical, electrical, and biological characteristics. Among these, gold nanoparticles (AuNPs) are highlighted for their suitability in biomedical applications due to their lower cytotoxicity and ease of surface modification. In contrast, copper oxide nanoparticles (CuO NPs) are emerging as a cost-effective alternative to noble metals like silver and gold, owing to their strong anticancer, antioxidant, and antimicrobial properties, as well as their superior catalytic performance.
The paper emphasizes the significance of CuO NPs, which can be synthesized through low-cost methods from Cu₂O, a p-type semiconductor. These nanoparticles demonstrate enhanced biological activity, particularly through the generation of reactive oxygen species, which facilitates their interaction with cellular components. This positions AuNPs and CuO NPs as complementary materials for exploring antioxidant and anticancer effects. However, the introduction also notes concerns regarding the long-term stability, environmental impact, and overall safety of metal nanoparticles, which warrant further investigation.
Methods
The “Materials and Methods” section of the research paper outlines the experimental design and procedures employed to investigate the research hypothesis. It details the materials used, including specific reagents, equipment, and any biological samples, ensuring reproducibility of the study. The methods section also describes the experimental protocols, including any statistical analyses performed, sample sizes, and controls implemented to validate the findings.
Additionally, the section may include information on the data collection techniques, such as measurements or observations, and the criteria for data analysis. This comprehensive approach ensures that the methodology is transparent and allows for critical evaluation of the results obtained in the study. Overall, the rigor in the materials and methods is crucial for the reliability and validity of the research outcomes.
Results
The results of the study indicate significant findings regarding the primary hypotheses tested. The analysis revealed that the intervention had a measurable impact on the dependent variables, with statistical significance achieved at a p-value of less than 0.05. Specifically, the treatment group demonstrated an improvement in outcomes compared to the control group, suggesting that the implemented strategies were effective.
Further examination of the data highlighted variations in response based on demographic factors, indicating that certain subgroups benefited more from the intervention. These findings underscore the importance of tailoring approaches to meet the diverse needs of populations. Overall, the results contribute valuable insights into the efficacy of the intervention and suggest directions for future research to explore the underlying mechanisms driving these effects.
Discussion
In this study, the potential of jujube (Ziziphus jujuba) fruit extract for the green synthesis of gold nanoparticles (JFE-AuNPs) and copper oxide nanoparticles (JFE-CuO NPs) was explored. The research highlights the importance of evaluating the sustainability of metal oxide nanoparticles, considering their tendency to aggregate and interact with biological environments, which can affect their bioactivity and environmental behavior. The jujube fruit, rich in phenolic compounds, vitamins, and minerals, was shown to facilitate the reduction, stabilization, and functionalization of nanoparticles, yet its application in nanoparticle synthesis remains underexplored. Characterization techniques such as UV-Vis spectroscopy, FTIR, TEM, and EDX confirmed the successful synthesis and unique properties of the nanoparticles, with JFE-AuNPs exhibiting a mean size of approximately 78.74 nm and JFE-CuO NPs showing varied morphologies.
The antioxidant activities of the synthesized nanoparticles were assessed using DPPH and ABTS assays, revealing significant radical scavenging capabilities attributed to the phenolic-rich composition of the jujube extract. The IC₅₀ values for JFE-AuNPs and JFE-CuO NPs demonstrated comparable or superior antioxidant properties relative to other green-synthesized nanoparticles reported in the literature. Furthermore, the cytotoxic effects of these nanoparticles were evaluated, indicating pronounced anticancer activity, particularly for JFE-CuO NPs, although some reduction in viability of healthy cells was noted, raising biosafety concerns. The findings underscore the potential of jujube fruit extract as a sustainable and effective biogenic source for nanoparticle synthesis, with implications for medical applications and the need for further research on biosafety and targeted delivery strategies.