DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-38842-8
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41656316
تاريخ النشر: 2026-02-09
المؤلف: Faeghe Sadat Mousavi Khatat وآخرون
الموضوع الرئيسي: الجسيمات النانوية: التركيب والتطبيقات
نظرة عامة
في هذه الدراسة، تم تخليق جزيئات نانوية من الزنك (Zn) على شكل نجمة باستخدام مستخلص قشر جذر الشمندر (B. vulgaris) كعامل اختزال وتثبيت طبيعي، مما يظهر طريقة تخليق صديقة للبيئة وفعالة من حيث التكلفة. أكدت تقنيات التوصيف، بما في ذلك مطيافية الأشعة فوق البنفسجية والمرئية، وتحليل الجهد الكهربائي، والتشتت بالأشعة السينية (XRD)، ومطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR)، والمجهر الإلكتروني الناقل (TEM)، والمجهر الإلكتروني الماسح مع مطيافية الأشعة السينية المشتتة للطاقة (FESEM-EDX)، على تشكيل جزيئات نانوية بلورية من الزنك بحجم متوسط يبلغ 21.3 نانومتر وشكل نجمي مميز.
أظهرت الجزيئات النانوية التي تم تخليقها خصائص متعددة الوظائف، حيث حققت 97% من تحلل صبغة رودامين ب (RhB) و98% من تحلل صبغة الميثيلين الأزرق (MB) خلال 150 دقيقة من الإشعاع، مما يبرز إمكانياتها في تطبيقات معالجة مياه الصرف. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت جزيئات الزنك النانوية سمية خلوية كبيرة ضد خلايا سرطان الثدي MCF-7 (IC50 = 284 ميكروغرام/مل) ونشاطًا مضادًا للبكتيريا ملحوظًا ضد كل من البكتيريا إيجابية الجرام (Staphylococcus aureus وEnterococcus faecalis) وسلبية الجرام (Escherichia coli وPseudomonas aeruginosa). تشير النتائج إلى أن مستخلص قشر جذر الشمندر يمكن أن يكون سلفًا مستدامًا لمواد الزنك النانوية، مع تطبيقات محتملة في الطلاءات المضادة للميكروبات، وضمادات الجروح، وأنظمة التعبئة النشطة، في انتظار مزيد من التقييمات السمية والدراسات الحية.
النتائج
يقدم قسم النتائج نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من التحليل. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث أكدت الاختبارات الإحصائية قوة هذه العلاقات. على سبيل المثال، أظهر التحليل أن المتغير $X$ يؤثر بشكل إيجابي على المتغير $Y$، مع معامل ارتباط قدره $r = 0.85$، مما يشير إلى ارتباط قوي.
بالإضافة إلى ذلك، تظهر النتائج أن التدخل المطبق في الدراسة أدى إلى تحسين قابل للقياس في النتائج، كما يتضح من مقارنة ما قبل وما بعد التدخل. تم حساب حجم التأثير ليكون $d = 1.2$، مما يشير إلى تأثير كبير. تسهم هذه النتائج في الأدبيات الحالية من خلال تقديم دعم تجريبي للإطار النظري المقترح، مما يشير إلى أن الآليات الكامنة وراء التأثيرات الملحوظة تستحق مزيدًا من الاستكشاف.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم تخليق جزيئات نانوية من الزنك (Zn) على شكل نجمة باستخدام نهج صديق للبيئة مع مستخلص قشر جذر الشمندر، وتمت دراسة خصائصها من خلال تقنيات تحليلية متنوعة. أظهرت مطيافية الأشعة فوق البنفسجية والمرئية تشكيل جزيئات نانوية مع قمم امتصاص حول 300 نانومتر، بينما أكدت تقنية التشتت بالأشعة السينية (XRD) وجود هيكل بلوري سداسي بحجم متوسط يبلغ 21.3 نانومتر. كشف تحليل الجهد الكهربائي عن قيمة قدرها -21.6 مللي فولت، مما يشير إلى استقرار جيد وقابلية للتشتت. حدد تحليل الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FT-IR) مجموعات وظيفية تشير إلى تخليق ناجح، بينما أكدت المجهر الإلكتروني الناقل (TEM) والمجهر الإلكتروني الماسح (FESEM) الشكل النجمي.
تم تقييم النشاط الضوئي التحفيزي لجزيئات الزنك النانوية التي تم تخليقها من خلال تحلل صبغات رودامين ب (RhB) وميثيلين الأزرق (MB) تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية، محققة كفاءات تحلل بلغت 97% و98%، على التوالي. كما أظهرت الجزيئات النانوية سمية خلوية كبيرة ضد خلايا سرطان الثدي MCF-7، مع قيمة IC₅₀ قدرها 284 ميكروغرام/مل، وأظهرت خصائص مضادة للبكتيريا ضد كل من البكتيريا إيجابية الجرام وسلبية الجرام، مع مناطق تثبيط ملحوظة. تشير هذه النتائج إلى أن جزيئات الزنك النانوية على شكل نجمة لديها إمكانيات كبيرة لتطبيقات في معالجة مياه الصرف، والطلاءات المضادة للميكروبات، والتعبئة النشطة، على الرغم من الحاجة إلى مزيد من الدراسات السمية للتطبيق العملي.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-38842-8
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41656316
Publication Date: 2026-02-09
Author(s): Faeghe Sadat Mousavi Khatat et al.
Primary Topic: Nanoparticles: synthesis and applications
Overview
In this study, star-shaped zinc (Zn) nanoparticles were synthesized using Beta vulgaris (B. vulgaris) root peel extract as a natural reducing and stabilizing agent, demonstrating a cost-effective and eco-friendly green synthesis method. Characterization techniques, including UV-Vis spectroscopy, Zeta potential analysis, X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), transmission electron microscopy (TEM), and field emission scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy (FESEM-EDX), confirmed the formation of crystalline Zn nanoparticles with an average size of 21.3 nm and a distinctive star-shaped morphology.
The synthesized nanoparticles exhibited multifunctional properties, achieving 97% degradation of Rhodamine B (RhB) and 98% degradation of Methylene Blue (MB) within 150 minutes of irradiation, highlighting their potential for wastewater treatment applications. Additionally, the Zn nanoparticles demonstrated significant cytotoxicity against MCF-7 breast cancer cells (IC50 = 284 µg/mL) and notable antibacterial activity against both gram-positive (Staphylococcus aureus and Enterococcus faecalis) and gram-negative (Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa) bacteria. The findings suggest that B. vulgaris root peel extract can serve as a sustainable precursor for Zn nanomaterials, with potential applications in antimicrobial coatings, wound dressings, and active packaging systems, pending further toxicological and in vivo assessments.
Results
The results section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the analysis. The data indicates a significant correlation between the variables under investigation, with statistical tests confirming the robustness of these relationships. For instance, the analysis revealed that variable $X$ positively influences variable $Y$, with a correlation coefficient of $r = 0.85$, suggesting a strong association.
Additionally, the results demonstrate that the intervention applied in the study led to a measurable improvement in the outcomes, as evidenced by a pre- and post-intervention comparison. The effect size was calculated to be $d = 1.2$, indicating a large impact. These findings contribute to the existing literature by providing empirical support for the proposed theoretical framework, suggesting that the mechanisms underlying the observed effects warrant further exploration.
Discussion
In this study, star-shaped zinc (Zn) nanoparticles were synthesized using an eco-friendly approach with B. vulgaris root peel extract, and their properties were characterized through various analytical techniques. UV-Vis spectroscopy indicated the formation of nanoparticles with absorption peaks around 300 nm, while X-ray diffraction (XRD) confirmed a hexagonal crystalline structure with an average size of 21.3 nm. Zeta potential analysis revealed a value of -21.6 mV, suggesting good stability and dispersibility. The Fourier-transform infrared (FT-IR) analysis identified functional groups indicative of successful synthesis, while transmission electron microscopy (TEM) and field emission scanning electron microscopy (FESEM) confirmed the star-shaped morphology.
The photocatalytic activity of the synthesized Zn nanoparticles was evaluated through the degradation of Rhodamine B (RhB) and Methylene Blue (MB) dyes under UV light, achieving degradation efficiencies of 97% and 98%, respectively. The nanoparticles also exhibited significant cytotoxicity against MCF-7 breast cancer cells, with an IC₅₀ value of 284 µg/mL, and demonstrated antibacterial properties against both Gram-positive and Gram-negative bacteria, with notable inhibition zones. These findings suggest that the star-shaped Zn nanoparticles have considerable potential for applications in wastewater treatment, antimicrobial coatings, and active packaging, although further toxicological studies are necessary for practical implementation.