Green-synthesized silver nanoparticles from Zingiber officinale extract: antioxidant potential, biocompatibility, anti-LOX properties, and in silico analysis
- 1. Walailak University
- 2. Chiang Mai University
Description
Zingiber officinale extract has emerged as a compelling candidate for green synthesis of nanoparticles, offering diverse applications across medicine, cosmetics, and nutrition. This study delves into the investigation of in vitro toxicity and explores the biomedical utility of green-synthesized silver nanoparticles derived from ginger extract (GE-AgNPs).We employed established protocols to evaluate in vitro aspects such as antioxidant capacity, anti-inflammatory potential, and biocompatibility of GE-AgNPs. Additionally, molecular docking was employed to assess their anti-lipoxygenase (anti-LOX) activity.Our findings highlight that the extraction of ginger extract at a pH of 6, utilizing a cosolvent blend of ethanol and ethyl acetate in a 1:1 ratio, yields heightened antioxidant capacity attributed to its rich phenolic and flavonoid content. In the context of silver nanoparticle synthesis, pH 6 extraction yields the highest quantity of nanoparticles, characterized by an average size of 32.64 ± 1.65 nm. Of particular significance, GE-AgNPs (at pH 6) demonstrated remarkable efficacy in scavenging free radicals, as evidenced by an IC50 value of 6.83 ± 0.47 µg/mL. The results from the anti-LOX experiment indicate that GE-AgNPs, at a concentration of 10 µg/mL, can inhibit LOX activity by 25%, outperforming ginger extract which inhibits LOX by 17-18%. Notably, clionasterol exhibited higher binding energy and enhanced stability (-8.9 kcal/mol) compared to nordihydroguaiaretic acid. Furthermore, a cell viability study confirmed the safety of GE-AgNPs at a concentration of 17.52 ± 7.00 µg/mL against the L929 cell line.These comprehensive findings underscore the significant biomedical advantages of GE-AgNPs and emphasize their potential incorporation into cosmetic products at a maximum concentration of 10 µg/mL.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
ظهر مستخلص الزنجبيل المخزني كمرشح مقنع للتوليف الأخضر للجسيمات النانوية، حيث يقدم تطبيقات متنوعة عبر الطب ومستحضرات التجميل والتغذية. تتعمق هذه الدراسة في التحقيق في السمية في المختبر وتستكشف الفائدة الطبية الحيوية للجسيمات النانوية الفضية الخضراء المركبة المستمدة من مستخلص الزنجبيل (GE - AgNPs). استخدمنا بروتوكولات راسخة لتقييم الجوانب المختبرية مثل القدرة المضادة للأكسدة، والإمكانات المضادة للالتهابات، والتوافق الحيوي لـ GE - AgNPs. بالإضافة إلى ذلك، تم استخدام الالتحام الجزيئي لتقييم نشاطها المضاد لليبوكسيجيناز (anti - LOX). تسلط نتائجنا الضوء على أن استخراج مستخلص الزنجبيل عند درجة حموضة 6، باستخدام مزيج مذيب من الإيثانول وأسيتات الإيثيل بنسبة 1:1، يؤدي إلى زيادة قدرة مضادات الأكسدة المنسوبة إلى محتواه الغني من الفينول والفلافونويد. في سياق تخليق الجسيمات النانوية الفضية، ينتج عن استخراج الرقم الهيدروجيني 6 أعلى كمية من الجسيمات النانوية، والتي تتميز بمتوسط حجم 32.64 ± 1.65 نانومتر. ذات أهمية خاصة، أظهرت GE - AgNPs (عند درجة الحموضة 6) فعالية ملحوظة في كسح الجذور الحرة، كما يتضح من قيمة IC50 البالغة 6.83 ± 0.47 ميكروغرام/مل. تشير نتائج تجربة ANTI - LOX إلى أن GE - AgNPs، بتركيز 10 ميكروغرام/مل، يمكن أن تمنع نشاط LOX بنسبة 25 ٪، متفوقة على مستخلص الزنجبيل الذي يمنع LOX بنسبة 17-18 ٪. والجدير بالذكر أن كلايوناستيرول أظهر طاقة ربط أعلى وثباتًا محسنًا (-8.9 كيلو كالوري/مول) مقارنةً بحمض نورديهيدروغوياريتيك. علاوة على ذلك، أكدت دراسة جدوى الخلية سلامة GE - AgNPs بتركيز 17.52 ± 7.00 ميكروغرام/مل مقابل خط الخلية L929. تؤكد هذه النتائج الشاملة على المزايا الطبية الحيوية الهامة لـ GE - AgNPs وتؤكد على دمجها المحتمل في منتجات التجميل بتركيز أقصى قدره 10 ميكروغرام/مل.Translated Description (French)
L'extrait de Zingiber officinale est apparu comme un candidat convaincant pour la synthèse verte des nanoparticules, offrant diverses applications en médecine, en cosmétique et en nutrition. Cette étude se penche sur l'étude de la toxicité in vitro et explore l'utilité biomédicale des nanoparticules d'argent synthétisées en vert dérivées de l'extrait de gingembre (GE-AgNP). Nous avons utilisé des protocoles établis pour évaluer les aspects in vitro tels que la capacité antioxydante, le potentiel anti-inflammatoire et la biocompatibilité des GE-AgNP. De plus, l'amarrage moléculaire a été utilisé pour évaluer leur activité anti-lipoxygénase (anti-LOX). Nos résultats soulignent que l'extraction de l'extrait de gingembre à un pH de 6, en utilisant un mélange de cosolvant d'éthanol et d'acétate d'éthyle dans un rapport 1:1, augmente la capacité antioxydante attribuée à sa riche teneur en phénols et en flavonoïdes. Dans le cadre de la synthèse de nanoparticules d'argent, l'extraction à pH 6 donne la plus grande quantité de nanoparticules, caractérisée par une taille moyenne de 32,64 ± 1,65 nm. D'une importance particulière, les GE-AgNP (à pH 6) ont démontré une efficacité remarquable pour piéger les radicaux libres, comme en témoigne une valeur IC50 de 6,83 ± 0,47 µg/mL. Les résultats de l'expérience anti-LOX indiquent que les GE-AgNP, à une concentration de 10 µg/mL, peuvent inhiber l'activité de la LOX de 25 %, surpassant l'extrait de gingembre qui inhibe la LOX de 17-18 %. Notamment, le clionastérol présentait une énergie de liaison plus élevée et une stabilité accrue (-8,9 kcal/mol) par rapport à l'acide nordihydroguaïarétique. En outre, une étude de viabilité cellulaire a confirmé l'innocuité des GE-AgNP à une concentration de 17,52 ± 7,00 µg/mL contre la lignée cellulaire L929. Ces résultats complets soulignent les avantages biomédicaux importants des GE-AgNP et soulignent leur incorporation potentielle dans des produits cosmétiques à une concentration maximale de 10 µg/mL.Translated Description (Spanish)
El extracto de Zingiber officinale se ha convertido en un candidato convincente para la síntesis verde de nanopartículas, ofreciendo diversas aplicaciones en medicina, cosmética y nutrición. Este estudio profundiza en la investigación de la toxicidad in vitro y explora la utilidad biomédica de las nanopartículas de plata sintetizadas en verde derivadas del extracto de jengibre (GE-AgNP). Empleamos protocolos establecidos para evaluar in vitro aspectos como la capacidad antioxidante, el potencial antiinflamatorio y la biocompatibilidad de los GE-AgNP. Además, se empleó el acoplamiento molecular para evaluar su actividad antilipoxigenasa (anti-LOX). Nuestros hallazgos destacan que la extracción de extracto de jengibre a un pH de 6, utilizando una mezcla de codisolventes de etanol y acetato de etilo en una proporción de 1:1, produce una mayor capacidad antioxidante atribuida a su rico contenido fenólico y flavonoide. En el contexto de la síntesis de nanopartículas de plata, la extracción a pH 6 produce la mayor cantidad de nanopartículas, caracterizada por un tamaño promedio de 32,64 ± 1,65 nm. De particular importancia, los GE-AgNP (a pH 6) demostraron una notable eficacia en la eliminación de radicales libres, como lo demuestra un valor de IC50 de 6.83 ± 0.47 µg/mL. Los resultados del experimento anti-LOX indican que los GE-AgNP, a una concentración de 10 µg/mL, pueden inhibir la actividad de LOX en un 25%, superando al extracto de jengibre que inhibe LOX en un 17-18%. En particular, el clionasterol exhibió una mayor energía de unión y una mayor estabilidad (-8.9 kcal/mol) en comparación con el ácido nordihidroguayarético. Además, un estudio de viabilidad celular confirmó la seguridad de los GE-AgNP a una concentración de 17.52 ± 7.00 µg/mL contra la línea celular L929. Estos hallazgos exhaustivos subrayan las importantes ventajas biomédicas de los GE-AgNP y enfatizan su posible incorporación a productos cosméticos a una concentración máxima de 10 µg/mL.Files
s12906-024-04381-w.pdf
Files
(5.0 MB)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:910a55b44f49edb1e12a97ee553a2c7a
|
5.0 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- جسيمات فضية نانوية مخلقة خضراء من مستخلص الزنجبيل المخزني: إمكانات مضادة للأكسدة، والتوافق الحيوي، وخصائص مضادة لـ LOX، وفي تحليل السيليكو
- Translated title (French)
- Nanoparticules d'argent synthétisées en vert à partir de l'extrait de Zingiber officinale : potentiel antioxydant, biocompatibilité, propriétés anti-LOX et analyse in silico
- Translated title (Spanish)
- Nanopartículas de plata sintetizadas en verde a partir del extracto de Zingiber officinale: potencial antioxidante, biocompatibilidad, propiedades anti-LOX y análisis in silico
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4391781810
- DOI
- 10.1186/s12906-024-04381-w
References
- https://openalex.org/W1487878063
- https://openalex.org/W1535012717
- https://openalex.org/W1549929553
- https://openalex.org/W1786684274
- https://openalex.org/W1851941881
- https://openalex.org/W1964958542
- https://openalex.org/W1967444609
- https://openalex.org/W1968629225
- https://openalex.org/W1992518850
- https://openalex.org/W1995014753
- https://openalex.org/W1996373333
- https://openalex.org/W2012991711
- https://openalex.org/W2024467049
- https://openalex.org/W2034132572
- https://openalex.org/W2039905002
- https://openalex.org/W2066435937
- https://openalex.org/W2070745028
- https://openalex.org/W2072140516
- https://openalex.org/W2076574323
- https://openalex.org/W2084264696
- https://openalex.org/W2092686636
- https://openalex.org/W2112243412
- https://openalex.org/W2134967712
- https://openalex.org/W2149394000
- https://openalex.org/W2154113008
- https://openalex.org/W2362473439
- https://openalex.org/W2415820293
- https://openalex.org/W2573868871
- https://openalex.org/W2575751480
- https://openalex.org/W2600213386
- https://openalex.org/W2761330267
- https://openalex.org/W2789726212
- https://openalex.org/W2883020315
- https://openalex.org/W2889330628
- https://openalex.org/W2896727974
- https://openalex.org/W2898542613
- https://openalex.org/W2970769655
- https://openalex.org/W2974622520
- https://openalex.org/W3004534680
- https://openalex.org/W3008624612
- https://openalex.org/W3033049726
- https://openalex.org/W3036295153
- https://openalex.org/W3082981652
- https://openalex.org/W3087498452
- https://openalex.org/W3111599468
- https://openalex.org/W3125094135
- https://openalex.org/W3156018220
- https://openalex.org/W3170589513
- https://openalex.org/W3201697137
- https://openalex.org/W3209340944
- https://openalex.org/W4200200502
- https://openalex.org/W4210534197
- https://openalex.org/W4212826067
- https://openalex.org/W4220761240
- https://openalex.org/W4221066427
- https://openalex.org/W4282835366
- https://openalex.org/W4285393414
- https://openalex.org/W4287843559
- https://openalex.org/W4297546351
- https://openalex.org/W4311286370
- https://openalex.org/W4317673879
- https://openalex.org/W4317829655
- https://openalex.org/W4318466568
- https://openalex.org/W4324151711
- https://openalex.org/W4376648698
- https://openalex.org/W4385581384
- https://openalex.org/W634160248