DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-05544-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40596273
تاريخ النشر: 2025-07-01
المؤلف: Ali Mohammadi وآخرون
الموضوع الرئيسي: أبحاث وتطبيقات المورينغا أوليفيرا
نظرة عامة
تبحث الدراسة في التخليق الأخضر لجزيئات أكسيد الزنك النانوية (ZnO-NPs) باستخدام مستخلص قشر فاكهة الرمان (Punica granatum)، مع التأكيد على مزاياها مقارنة بأساليب التخليق التقليدية، مثل تقليل السمية والأثر البيئي. المستخلص، الغني بالمركبات النشطة بيولوجيًا مثل البوليفينولات والفلافونويدات، يعمل كعامل اختزال وتثبيت طبيعي. أكدت تقنيات التوصيف، بما في ذلك حيود الأشعة السينية (XRD)، مطيافية الأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-Vis)، مجهر المسح الإلكتروني بالانبعاث الميداني (FE-SEM)، مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FT-IR)، مطيافية الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDAX)، وتشتت الضوء الديناميكي (DLS)، الشكل الكروي للجزيئات النانوية وحجم هيدروديناميكي يبلغ حوالي 187 نانومتر مع مؤشر تباين يبلغ 0.298 وإمكان زتا سالب 17.6 مللي فولت.
كما قيمت الدراسة التوافق الحيوي لجزيئات ZnO-NPs التي تم تخليقها من خلال اختبارات انحلال الدم واختبارات MTT، مما كشف أن الجزيئات النانوية التي تم تخليقها بطريقة خضراء أظهرت بقاء خلايا أعلى بشكل ملحوظ مقارنة بتلك التي تم إنتاجها عبر طرق كيميائية تقليدية. أظهرت اختبارات انحلال الدم مستوى سمية دم أقل من 5% عند تركيزات تصل إلى 100 ميكروغرام/مل لكل من المستخلص وجزيئات ZnO-NPs التي تم تخليقها بطريقة خضراء، مما يشير إلى عدم السمية. بالمقابل، أظهرت جزيئات ZnO-NPs التي تم تخليقها كيميائيًا سمية أعلى. بشكل عام، تؤكد النتائج على إمكانية استخدام مستخلص قشر فاكهة الرمان للتخليق الصديق للبيئة لجزيئات ZnO-NPs، مع تسليط الضوء على سلامتها وفعاليتها في التطبيقات الطبية الحيوية.
الطرق
يستعرض قسم “الطرق” الإجراءات التجريبية والتحليلية المستخدمة في الدراسة. استخدم الباحثون مجموعة من الأساليب الكمية والنوعية لجمع البيانات، مما يضمن تحليلًا شاملاً لأسئلة البحث. شملت المنهجيات المحددة تجارب محكومة، واستطلاعات، وتحليلات إحصائية، تم تصميمها لاختبار الفرضيات التي تم وضعها في بداية الدراسة.
شمل جمع البيانات استخدام أدوات موحدة لقياس المتغيرات الرئيسية، تلاها تقنيات إحصائية صارمة لتحليل النتائج. استخدم الباحثون أدوات برمجية لإدارة البيانات وتحليلها، مما يضمن الدقة والموثوقية في نتائجهم. سمح هذا الإطار المنهجي بإجراء فحص قوي للعلاقات بين المتغيرات ذات الاهتمام، مما ساهم في صحة استنتاجات الدراسة.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. عادة ما يتضمن بيانات كمية، وتحليلات إحصائية، وتمثيلات بصرية مثل الرسوم البيانية أو الجداول لتوضيح النتائج. غالبًا ما تتم مقارنة النتائج مع الفرضيات أو الدراسات السابقة لتسليط الضوء على الفروق أو التأكيدات المهمة.
في هذا القسم، قد يبلغ المؤلفون عن فعالية الطرق أو التدخلات المقترحة، مع توضيح مقاييس مثل الدقة، والضبط، أو غيرها من مؤشرات الأداء ذات الصلة. بالإضافة إلى ذلك، يتم مناقشة أي اتجاهات أو علاقات أو شذوذ تم ملاحظتها في البيانات، مما يوفر رؤى حول تداعيات النتائج في السياق الأوسع لمجال البحث. بشكل عام، يخدم هذا القسم لتأكيد ادعاءات البحث ويضع الأساس للمناقشات والاستنتاجات اللاحقة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم استكشاف تخليق جزيئات أكسيد الزنك النانوية (ZnO-NPs) باستخدام مستخلص قشر فاكهة الرمان (Punica granatum) كبديل أكثر صداقة للبيئة مقارنة بالطرق الكيميائية التقليدية. شمل عملية الاستخراج تجفيف وسحق قشر الفاكهة، تلاها استخراج الإيثانول، مما أسفر عن بقايا لزجة لتحضير الجزيئات النانوية. أسفرت طريقة التخليق الأخضر عن جزيئات ZnO-NPs بمتوسط قطر يبلغ حوالي 150 نانومتر، وتم تمييزها من خلال تقنيات مختلفة بما في ذلك مطيافية الأشعة فوق البنفسجية والمرئية (UV-Vis)، FT-IR، XRD، DLS، وSEM. أظهرت الجزيئات النانوية شكلًا كرويًا وأظهرت إمكان زتا سالب، مما يدل على استقرار كولودي جيد.
تم تقييم التوافق الحيوي لجزيئات ZnO-NPs التي تم تخليقها من خلال اختبارات انحلال الدم واختبارات بقاء الخلايا. أظهرت النتائج أن الجزيئات النانوية التي تم تخليقها بطريقة خضراء أظهرت أقل من 5% انحلال دم عند تركيزات تصل إلى 100 ميكروغرام/مل، مما يشير إلى سمية منخفضة لخلايا الدم الحمراء. بالمقابل، أظهرت جزيئات ZnO-NPs التي تم تخليقها كيميائيًا نشاطًا انحلاليًا أعلى. كشفت اختبارات بقاء الخلايا عن سمية تعتمد على التركيز لكلا النوعين من الجزيئات النانوية، حيث أظهرت جزيئات ZnO-NPs التي تم تخليقها بطريقة خضراء بقاء خلايا أكبر مقارنة بنظيراتها التي تم تخليقها كيميائيًا. تؤكد الدراسة على إمكانية استخدام مستخلصات النباتات لتخليق الجزيئات النانوية، مع تسليط الضوء على مزايا تقليل السمية وزيادة التوافق الحيوي المرتبطة بأساليب الكيمياء الخضراء. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على قياس المركبات النشطة بيولوجيًا في المستخلص لفهم دورها بشكل أفضل في تعزيز خصائص ZnO-NPs.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-05544-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40596273
Publication Date: 2025-07-01
Author(s): Ali Mohammadi et al.
Primary Topic: Moringa oleifera research and applications
Overview
The research investigates the green synthesis of zinc oxide nanoparticles (ZnO-NPs) using Punica granatum fruit peel extract, emphasizing its advantages over traditional synthesis methods, such as reduced toxicity and environmental impact. The extract, rich in bioactive compounds like polyphenols and flavonoids, serves as a natural reducing and stabilizing agent. Characterization techniques, including X-ray diffraction (XRD), UV-Vis spectroscopy, field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), Fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDAX), and dynamic light scattering (DLS), confirmed the nanoparticles’ spherical morphology and a hydrodynamic size of approximately 187 nm with a polydispersity index of 0.298 and a zeta potential of -17.6 mV.
The study further assessed the biocompatibility of the synthesized ZnO-NPs through hemolysis and MTT assays, revealing that the green-synthesized nanoparticles exhibited significantly higher cell viability compared to those produced via conventional chemical methods. Hemolysis tests indicated a blood toxicity level below 5% at concentrations up to 100 µg/mL for both the extract and the green-synthesized ZnO-NPs, suggesting non-toxicity. In contrast, chemically synthesized ZnO-NPs demonstrated higher toxicity. Overall, the findings underscore the potential of using Punica granatum fruit peel extract for the environmentally friendly synthesis of ZnO-NPs, highlighting their safety and effectiveness in biomedical applications.
Methods
The “Methods” section outlines the experimental and analytical procedures employed in the study. The researchers utilized a combination of quantitative and qualitative approaches to gather data, ensuring a comprehensive analysis of the research questions. Specific methodologies included controlled experiments, surveys, and statistical analyses, which were designed to test the hypotheses formulated at the outset of the study.
Data collection involved the use of standardized instruments to measure key variables, followed by rigorous statistical techniques to analyze the results. The researchers employed software tools for data management and analysis, ensuring accuracy and reliability in their findings. This methodological framework allowed for a robust examination of the relationships between the variables of interest, ultimately contributing to the validity of the study’s conclusions.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments or analyses. It typically includes quantitative data, statistical analyses, and visual representations such as graphs or tables to illustrate the outcomes. The results are often compared against the hypotheses or previous studies to highlight significant differences or confirmations.
In this section, the authors may report on the effectiveness of the proposed methods or interventions, detailing metrics such as accuracy, precision, or other relevant performance indicators. Additionally, any observed trends, correlations, or anomalies in the data are discussed, providing insights into the implications of the findings within the broader context of the research field. Overall, this section serves to substantiate the research claims and lays the groundwork for subsequent discussions and conclusions.
Discussion
In this study, the synthesis of zinc oxide nanoparticles (ZnO-NPs) using Punica granatum (pomegranate) fruit peel extract was explored as a greener alternative to traditional chemical methods. The extraction process involved drying and pulverizing the fruit peel, followed by ethanol extraction, which yielded a gummy residue for nanoparticle preparation. The green synthesis method resulted in ZnO-NPs with an average diameter of approximately 150 nm, characterized through various techniques including UV-Vis spectroscopy, FT-IR, XRD, DLS, and SEM. The nanoparticles exhibited a spherical morphology and demonstrated a negative zeta potential, indicating good colloidal stability.
The biocompatibility of the synthesized ZnO-NPs was assessed through hemolysis and cell viability assays. Results indicated that the green-synthesized nanoparticles showed less than 5% hemolysis at concentrations up to 100 µg/mL, suggesting low toxicity to red blood cells. In contrast, chemically synthesized ZnO-NPs exhibited higher hemolytic activity. Cell viability tests revealed a concentration-dependent toxicity for both types of nanoparticles, with green-synthesized ZnO-NPs demonstrating greater cell viability compared to their chemically synthesized counterparts. The study underscores the potential of using plant extracts for nanoparticle synthesis, highlighting the advantages of reduced toxicity and enhanced biocompatibility associated with green chemistry approaches. Future research should focus on quantifying the bioactive compounds in the extract to better understand their role in enhancing the properties of ZnO-NPs.