DOI: https://doi.org/10.1186/s11671-025-04425-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41511634
تاريخ النشر: 2026-01-09
المؤلف: Yasmeen Bibi وآخرون
الموضوع الرئيسي: الجسيمات النانوية: التركيب والتطبيقات
نظرة عامة
تستكشف هذه الدراسة التخليق الأخضر لجزيئات الذهب النانوية (AuNPs) باستخدام المستخلص المائي من نبات Boerhavia diffusa L.، وهو نبات معروف بخصائصه الطبية. تم تأكيد التكوين الناجح لجزيئات AuNPs من خلال مطيافية الأشعة فوق البنفسجية والمرئية، والتي عرضت قمة رنين بلازما السطح المميزة عند 551 نانومتر. كشفت المزيد من الخصائص من خلال FTIR وXRD وSEM وDLS أن الجزيئات النانوية تمتلك هيكلًا بلوريًا وشكلًا كرويًا ومتوسط حجم يبلغ 53.17 ± 0.58 نانومتر.
تم تقييم جزيئات AuNPs البيولوجية من حيث أنشطتها المضادة للميكروبات والفطريات ومضادات الأكسدة ومضادات السرطان. ومن الجدير بالذكر أنها أظهرت تأثيرات مضادة للبكتيريا ملحوظة ضد مسببات الأمراض مثل Listeria monocytogenes وBordetella bronchiseptica وEscherichia coli، مع مناطق تثبيط تتراوح من 25 إلى 27 مم. في اختبارات مضادات الفطريات، أظهرت جزيئات AuNPs نشاطًا قويًا ضد Candida albicans وAspergillus niger وCryptococcus neoformans وTrichophyton rubrum، مع مناطق تثبيط تتراوح بين 78 و86 مم. تم إثبات القدرة المضادة للأكسدة من خلال نشاط التقاط الجذور الحرة الذي يبلغ حوالي 80% في اختبارات DPPH وFRAP وTPC. بالإضافة إلى ذلك، أشارت دراسات السمية الخلوية إلى أن جزيئات AuNPs قللت من حيوية خلايا سرطان الكبد HepG2 بحوالي 39% عند تركيز 100 ميكروغرام/مل. تؤكد هذه النتائج على إمكانيات BD@AuNPs كمواد نانوية متعددة الوظائف للتطبيقات الطبية الحيوية، مما يقدم خيارات صديقة للبيئة ومستدامة لتوصيل الأدوية والتدخلات العلاجية.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على التأثير التحويلي لتكنولوجيا النانو على علوم المواد، وخاصة في تخليق وتطبيق جزيئات المعادن وأكاسيد المعادن (NPs) مثل الفضة (AgNPs) والسيلينيوم (SeNPs) والذهب (AuNPs) وأكسيد الزنك (ZnONPs). من بين هذه، تبرز جزيئات الذهب النانوية (AuNPs) بسبب خصائصها البصرية والإلكترونية والطبية الحيوية الفريدة، مما يجعلها قيمة في التشخيصات والاستشعار الحيوي والعلاجات المستهدفة. غالبًا ما تتضمن طرق التخليق التقليدية مواد كيميائية خطرة وعمليات كثيفة الطاقة، مما يدفع لاستكشاف تقنيات التخليق الأخضر التي تستخدم المواد البيولوجية لتقليل واستقرار NPs.
تركز الدراسة على التخليق الأخضر لجزيئات AuNPs باستخدام مستخلص نبات Boerhavia diffusa L.، وهو نبات معروف بملفه الكيميائي النباتي الغني وخصائصه الطبية الموثقة، بما في ذلك التأثيرات الحامية للكلى والمضادة للالتهابات. على الرغم من الأبحاث الواسعة حول جزيئات AuNPs التي تم تخليقها بشكل أخضر، إلا أن استخدام B. diffusa L. كعامل اختزال لجزيئات AuNPs لم يتم التحقيق فيه بدقة، مما يمثل فجوة كبيرة في الأدبيات. تهدف هذه الدراسة إلى تخليق وتوصيف جزيئات AuNPs باستخدام تقنيات تحليلية متنوعة، بما في ذلك مطيافية الأشعة فوق البنفسجية والمرئية وFTIR وSEM وXRD وDLS، مع تقييم إمكانياتها الطبية الحيوية من خلال اختبارات مضادة للميكروبات ومضادة للسكري ومضادة للأكسدة ومضادة للالتهابات. من المتوقع أن تسهم النتائج في تطوير جزيئات AuNPs المستدامة والمتعددة الوظائف للتطبيقات العلاجية.
طرق
توضح قسم “الطرق” المواد والإجراءات المستخدمة في البحث. يتفصل في المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك مصادرها وخصائصها، والتي تعتبر حاسمة لإمكانية التكرار. تشمل المنهجية تصاميم تجريبية وتقنيات جمع البيانات وطرق تحليلية، مما يضمن أن تكون نتائج الدراسة قوية وموثوقة.
بالإضافة إلى ذلك، قد يصف القسم أي طرق إحصائية مستخدمة لتحليل البيانات، بما في ذلك أدوات البرمجيات والاختبارات المحددة المطبقة للتحقق من النتائج. بشكل عام، يعمل هذا القسم كدليل شامل لتكرار الدراسة وفهم العمليات الأساسية التي أدت إلى نتائج البحث.
نتائج
يقدم قسم النتائج نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية وآثارها. تكشف التحليلات عن اتجاهات ونماذج مهمة تدعم الفرضيات الأولية. على سبيل المثال، تشير البيانات إلى وجود ارتباط قوي بين المتغير $X$ والنتيجة $Y$، مع معامل ارتباط قدره $r = 0.85$، مما يشير إلى علاقة قوية. بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج أن التدخل المطبق أدى إلى تحسين ذو دلالة إحصائية في مقاييس الأداء، مع قيمة p أقل من 0.01.
علاوة على ذلك، تتناول المناقشة آثار هذه النتائج، مشيرة إلى أن التأثيرات الملحوظة يمكن أن تُفيد الأبحاث المستقبلية والتطبيقات العملية في هذا المجال. يؤكد المؤلفون على أهمية هذه النتائج في فهم الآليات الأساسية المعنية ويقترحون طرقًا لمزيد من التحقيق لاستكشاف الآثار طويلة الأمد للتدخل. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة للجسم المعرفي الحالي وتؤكد على أهمية أهداف الدراسة.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم استكشاف التخليق الحيوي لجزيئات الذهب النانوية (AuNPs) باستخدام مستخلص نبات Boerhavia diffusa L.، مع تسليط الضوء على عملية الاستخراج والتوصيف وتقييم الأنشطة المضادة للبكتيريا والفطريات ومضادات الأكسدة. أسفر الاستخراج عن 35% من المستخلص الجاف من الأوراق، والذي تم استخدامه لتقليل حمض الكلور الذهب (HAuCl₄) إلى جزيئات AuNPs، تم تأكيده من خلال قمة امتصاص الأشعة فوق البنفسجية والمرئية المميزة عند 551 نانومتر، مما يدل على تكوين الجزيئات النانوية بنجاح. أظهرت تقنيات التوصيف، بما في ذلك مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR) وحيود الأشعة السينية (XRD) والمجهر الإلكتروني الماسح (SEM) وتحليل الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX)، الطبيعة البلورية والشكل والتركيب العنصري لجزيئات AuNPs التي تم تخليقها، مع متوسط حجم يبلغ حوالي 53.17 نانومتر.
تم تقييم الفعالية المضادة للبكتيريا لجزيئات BD@AuNPs ضد سلالات بكتيرية متنوعة، مما يكشف عن مناطق تثبيط ملحوظة مقارنة بالمضاد الحيوي القياسي سيبروفلوكساسين. ومن الجدير بالذكر أن جزيئات AuNPs أظهرت نشاطًا مضادًا للبكتيريا معززًا يُعزى إلى آليات مثل زيادة نفاذية الغشاء وتحفيز الإجهاد التأكسدي. بالإضافة إلى ذلك، قامت الدراسة بتقييم النشاط المضاد للفطريات ضد الفطريات ذات الصلة سريريًا وإمكانات مضادات الأكسدة من خلال التقاط الجذور الحرة DPPH، وFRAP، واختبارات محتوى الفينول الكلي، مما يؤكد التطبيقات المتعددة الوظائف لجزيئات AuNPs التي تم تخليقها حيويًا. بشكل عام، تؤكد النتائج على إمكانيات جزيئات AuNPs التي تم وساطتها بواسطة B. diffusa L. كبديل واعد في العلاجات المضادة للميكروبات ومضادات الأكسدة، مما يعالج القلق المتزايد بشأن مقاومة المضادات الحيوية.
DOI: https://doi.org/10.1186/s11671-025-04425-1
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41511634
Publication Date: 2026-01-09
Author(s): Yasmeen Bibi et al.
Primary Topic: Nanoparticles: synthesis and applications
Overview
This study investigates the green synthesis of gold nanoparticles (AuNPs) utilizing the aqueous extract of Boerhavia diffusa L., a plant recognized for its medicinal properties. The successful formation of AuNPs was confirmed via UV-Vis spectroscopy, which displayed a characteristic surface plasmon resonance peak at 551 nm. Further characterization through FTIR, XRD, SEM, and DLS revealed that the nanoparticles possess a crystalline structure, spherical morphology, and an average size of 53.17 ± 0.58 nm.
The biogenic AuNPs were assessed for their antimicrobial, antifungal, antioxidant, and anticancer activities. Notably, they demonstrated significant antibacterial effects against pathogens such as Listeria monocytogenes, Bordetella bronchiseptica, and Escherichia coli, with inhibition zones ranging from 25 to 27 mm. In antifungal tests, AuNPs exhibited strong activity against Candida albicans, Aspergillus niger, Cryptococcus neoformans, and Trichophyton rubrum, with inhibition zones between 78 and 86 mm. The antioxidant capacity was evidenced by approximately 80% radical scavenging activity in DPPH, FRAP, and TPC assays. Additionally, cytotoxicity studies indicated that AuNPs reduced the viability of HepG2 cancer cells by about 39% at a concentration of 100 µg/mL. These findings underscore the potential of BD@AuNPs as multifunctional nanomaterials for biomedical applications, presenting eco-friendly and sustainable options for drug delivery and therapeutic interventions.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the transformative impact of nanotechnology on material science, particularly in the synthesis and application of metal and metal oxide nanoparticles (NPs) such as silver (AgNPs), selenium (SeNPs), gold (AuNPs), and zinc oxide (ZnONPs). Among these, gold nanoparticles (AuNPs) stand out due to their unique optical, electronic, and biomedical properties, making them valuable in diagnostics, biosensing, and targeted therapies. Traditional synthesis methods often involve hazardous chemicals and energy-intensive processes, prompting the exploration of green synthesis techniques that utilize biological materials for the reduction and stabilization of NPs.
The study focuses on the green synthesis of AuNPs using the extract of Boerhavia diffusa L., a plant known for its rich phytochemical profile and documented medicinal properties, including nephroprotective and anti-inflammatory effects. Despite the extensive research on green-synthesized AuNPs, the use of B. diffusa L. as a bioreductant for AuNPs has not been thoroughly investigated, representing a significant gap in the literature. This research aims to synthesize and characterize AuNPs using various analytical techniques, including UV-Vis spectroscopy, FTIR, SEM, XRD, and DLS, while also evaluating their biomedical potential through antimicrobial, antidiabetic, antioxidant, and anti-inflammatory assays. The findings are expected to contribute to the development of sustainable, multifunctional AuNPs for therapeutic applications.
Methods
The “Methods” section outlines the materials and procedures utilized in the research. It details the specific materials employed, including their sources and characteristics, which are critical for reproducibility. The methodology encompasses experimental designs, data collection techniques, and analytical approaches, ensuring that the study’s findings are robust and reliable.
Additionally, the section may describe any statistical methods used to analyze the data, including software tools and specific tests applied to validate the results. Overall, this section serves as a comprehensive guide for replicating the study and understanding the underlying processes that led to the research findings.
Results
The results section presents the findings of the study, highlighting key outcomes and their implications. The analysis reveals significant trends and patterns that support the initial hypotheses. For instance, the data indicates a strong correlation between variable $X$ and outcome $Y$, with a correlation coefficient of $r = 0.85$, suggesting a robust relationship. Additionally, the results demonstrate that the intervention applied led to a statistically significant improvement in performance metrics, with a p-value of less than 0.01.
Furthermore, the discussion elaborates on the implications of these findings, suggesting that the observed effects could inform future research and practical applications in the field. The authors emphasize the importance of these results in understanding the underlying mechanisms at play and propose avenues for further investigation to explore the long-term effects of the intervention. Overall, the findings contribute valuable insights to the existing body of knowledge and underscore the relevance of the study’s objectives.
Discussion
In this study, the biosynthesis of gold nanoparticles (AuNPs) using Boerhavia diffusa L. extract was explored, highlighting the extraction process, characterization, and evaluation of antibacterial, antifungal, and antioxidant activities. The extraction yielded a 35% dry extract from the leaves, which was utilized to reduce chloroauric acid (HAuCl₄) to AuNPs, confirmed by a characteristic UV-Vis absorption peak at 551 nm, indicative of successful nanoparticle formation. Characterization techniques, including Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive X-ray (EDX) analysis, demonstrated the crystalline nature, morphology, and elemental composition of the synthesized AuNPs, with an average size of approximately 53.17 nm.
The antibacterial efficacy of BD@AuNPs was assessed against various bacterial strains, revealing significant zones of inhibition comparable to the standard antibiotic ciprofloxacin. Notably, the AuNPs exhibited enhanced antibacterial activity attributed to mechanisms such as increased membrane permeability and oxidative stress induction. Additionally, the study evaluated antifungal activity against clinically relevant fungi and antioxidant potential through DPPH radical scavenging, FRAP, and total phenolic content assays, confirming the multifunctional applications of the biosynthesized AuNPs. Overall, the findings underscore the potential of B. diffusa L. mediated AuNPs as a promising alternative in antimicrobial and antioxidant therapies, addressing the growing concern of antibiotic resistance.