Published January 1, 2024
| Version v1
Publication
Biosynthesis and characterization of silver nanoparticles from <i>Cedrela toona</i> leaf extracts: An exploration into their antibacterial, anticancer, and antioxidant potential
Creators
- 1. Government College University, Lahore
- 2. Quaid-i-Azam University
- 3. University of Oxford
- 4. University of Management and Technology
- 5. Hubei University of Technology
- 6. King Saud University
Description
Abstract This research work aims to synthesize environmentally benign and cost-effective metal nanoparticles. In this current research scenario, the leaf extract of Cedrela toona was used as a reducing agent to biosynthesize silver nanoparticles (AgNPs). The synthesis of AgNPs was confirmed by the color shift of the reaction mixture, i.e., silver nitrate and plant extract, from yellow to dark brown colloidal suspension and was established by UV-visible analysis showing a surface plasmon resonance band at 434 nm. Different experimental factors were optimized for the formation and stability of AgNPs, and the optimum conditions were found to be 1 mM AgNO 3 concentration, a 1:9 ratio of extract/precursor, and an incubation temperature of 70°C for 4 h. The Fourier transform infrared spectroscopy spectra indicated the presence of phytochemicals in the leaf extract that played the role of bioreducing agents in forming AgNPs. X-ray diffraction patterns confirmed the presence of AgNPs with a mean size of 25.9 nm. The size distribution and morphology of AgNPs were investigated by scanning electron microscopy, which clearly highlighted spherical nanoparticles with a size distribution of 22–30 nm with a mean average size of 25.5 nm. Moreover, prominent antibacterial activity was found against Enterococcus faecalis (21 ± 0.5 mm) , Bacillus subtilis (20 ± 0.9 mm) , Pseudomonas aeruginosa (18 ± 0.3 mm) , Staphylococcus aureus (16 ± 0.7 mm) , Klebsiella pneumoniae (16 ± 0.3 mm), and Escherichia coli (14 ± 0.7 mm). In addition, antioxidant activity was determined by DPPH and ABTS assays. Higher antioxidant activity was reported in AgNPs compared to the plant extract in both DPPH (IC 50 = 69.62 µg·ml −1 ) and ABTS assays (IC 50 = 47.90 µg·ml −1 ). Furthermore, cytotoxic activity was also investigated by the MTT assay against MCF-7 cells, and IC 50 was found to be 32.55 ± 0.05 µg·ml −1 . The crux of this research is that AgNPs synthesized from the Cedrela toona leaf extract could be employed as antibacterial, antioxidant, and anticancer agents for the treatment of bacterial, free radical-oriented, and cancerous diseases.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص يهدف هذا العمل البحثي إلى توليف الجسيمات النانوية المعدنية الحميدة بيئيًا والفعالة من حيث التكلفة. في سيناريو البحث الحالي هذا، تم استخدام مستخلص أوراق سيدريلا تونا كعامل اختزال لتخليق جسيمات الفضة النانوية (AgNPs). تم تأكيد تخليق AgNPs من خلال تحول لون خليط التفاعل، أي نترات الفضة والمستخلص النباتي، من المعلق الغرواني الأصفر إلى البني الداكن وتم تأسيسه من خلال تحليل مرئي للأشعة فوق البنفسجية يظهر نطاق رنين البلازمون السطحي عند 434 نانومتر. تم تحسين العوامل التجريبية المختلفة لتكوين واستقرار AgNPs، ووجد أن الظروف المثلى هي تركيز 1 mM AgNO 3، ونسبة 1:9 من المستخلص/السلائف، ودرجة حرارة حضانة 70 درجة مئوية لمدة 4 ساعات. أشارت أطياف التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء التحويلية لفورييه إلى وجود مواد كيميائية نباتية في مستخلص الأوراق التي لعبت دور عوامل الإنتاج الحيوي في تشكيل AgNPs. أكدت أنماط حيود الأشعة السينية وجود AgNPs بمتوسط حجم 25.9 نانومتر. تم فحص توزيع الحجم والمورفولوجيا لـ AgNPs عن طريق المسح المجهري الإلكتروني، والذي سلط الضوء بوضوح على الجسيمات النانوية الكروية بتوزيع حجم 22–30 نانومتر بمتوسط حجم 25.5 نانومتر. علاوة على ذلك، تم العثور على نشاط مضاد للبكتيريا بارز ضد المكورات المعوية البرازية (21 ± 0.5 مم) ، والعصية الرقيقة (20 ± 0.9 مم) ، والزائفة الزنجارية (18 ± 0.3 مم) ، والمكورات العنقودية الذهبية (16 ± 0.7 مم) ، والكليبسيلا الرئوية (16 ± 0.3 مم)، والإشريكية القولونية (14 ± 0.7 مم). بالإضافة إلى ذلك، تم تحديد نشاط مضادات الأكسدة من خلال فحوصات DPPH و ABTS. تم الإبلاغ عن نشاط مضاد للأكسدة أعلى في AgNPs مقارنة بالمستخلص النباتي في كل من DPPH (IC 50 = 69.62 ميكروغرام·مل −1 ) ومقايسات ABTS (IC 50 = 47.90 ميكروغرام·مل −1 ). علاوة على ذلك، تم التحقيق في النشاط السام للخلايا أيضًا من خلال اختبار MTT ضد خلايا MCF -7، ووجد أن IC 50 هو 32.55 ± 0.05 ميكروغرام·مل −1 . يكمن جوهر هذا البحث في أن AgNPs التي تم تصنيعها من مستخلص أوراق Cedrela toona يمكن استخدامها كعوامل مضادة للبكتيريا ومضادة للأكسدة ومضادة للسرطان لعلاج الأمراض البكتيرية والجذرية الحرة والسرطانية.Translated Description (French)
Résumé Ce travail de recherche vise à synthétiser des nanoparticules métalliques respectueuses de l'environnement et rentables. Dans ce scénario de recherche actuel, l'extrait de feuille de Cedrela toona a été utilisé comme agent réducteur pour biosynthétiser les nanoparticules d'argent (AgNP). La synthèse des AgNP a été confirmée par le changement de couleur du mélange réactionnel, c'est-à-dire le nitrate d'argent et l'extrait de plante, de la suspension colloïdale jaune à la suspension colloïdale brun foncé et a été établie par analyse UV-visible montrant une bande de résonance plasmonique de surface à 434 nm. Différents facteurs expérimentaux ont été optimisés pour la formation et la stabilité des AgNP, et les conditions optimales ont été trouvées à une concentration de 1 mM AgNO 3, un rapport 1:9 extrait/précurseur, et une température d'incubation de 70°C pendant 4 h. Les spectres de spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier ont indiqué la présence de composés phytochimiques dans l'extrait de feuille qui ont joué le rôle d'agents bioréducteurs dans la formation des AgNP. Les diagrammes de diffraction des rayons X ont confirmé la présence d'AgNP avec une taille moyenne de 25,9 nm. La distribution de taille et la morphologie des AgNP ont été étudiées par microscopie électronique à balayage, qui a clairement mis en évidence des nanoparticules sphériques avec une distribution de taille de 22–30 nm avec une taille moyenne moyenne de 25,5 nm. De plus, une activité antibactérienne importante a été observée contre Enterococcus faecalis (21 ± 0,5 mm) , Bacillus subtilis (20 ± 0,9 mm) , Pseudomonas aeruginosa (18 ± 0,3 mm) , Staphylococcus aureus (16 ± 0,7 mm) , Klebsiella pneumoniae (16 ± 0,3 mm) et Escherichia coli (14 ± 0,7 mm). De plus, l'activité antioxydante a été déterminée par des dosages DPPH et ABTS. Une activité antioxydante plus élevée a été rapportée dans les AgNP par rapport à l'extrait de plante dans les dosages DPPH (IC 50 = 69,62 µg·ml −1 ) et ABTS (IC 50 = 47,90 µg·ml −1 ). De plus, l'activité cytotoxique a également été étudiée par le test MTT contre les cellules MCF-7, et la CI 50 s'est avérée être de 32,55 ± 0,05 µg·ml −1 . Le cœur de cette recherche est que les AgNP synthétisés à partir de l'extrait de feuille de Cedrela toona pourraient être utilisés comme agents antibactériens, antioxydants et anticancéreux pour le traitement des maladies bactériennes, radicalaires et cancéreuses.Translated Description (Spanish)
Resumen Este trabajo de investigación tiene como objetivo sintetizar nanopartículas metálicas ambientalmente benignas y rentables. En este escenario de investigación actual, el extracto de hoja de Cedrela toona se utilizó como agente reductor para biosintetizar nanopartículas de plata (AgNP). La síntesis de AgNP se confirmó mediante el cambio de color de la mezcla de reacción, es decir, nitrato de plata y extracto vegetal, de suspensión coloidal amarilla a marrón oscuro y se estableció mediante análisis UV-visible que muestra una banda de resonancia de plasmón superficial a 434 nm. Se optimizaron diferentes factores experimentales para la formación y estabilidad de los AgNP, y se encontró que las condiciones óptimas eran una concentración de AgNO 3 1 mM, una relación 1:9 de extracto/precursor y una temperatura de incubación de 70 °C durante 4 h. Los espectros de espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier indicaron la presencia de fitoquímicos en el extracto de hoja que desempeñaron el papel de agentes biorreductores en la formación de AgNP. Los patrones de difracción de rayos X confirmaron la presencia de AgNP con un tamaño medio de 25,9 nm. La distribución de tamaño y la morfología de los AgNP se investigaron mediante microscopía electrónica de barrido, que destacó claramente las nanopartículas esféricas con una distribución de tamaño de 22–30 nm con un tamaño medio medio de 25,5 nm. Además, se encontró una actividad antibacteriana prominente contra Enterococcus faecalis (21 ± 0.5 mm) , Bacillus subtilis (20 ± 0.9 mm) , Pseudomonas aeruginosa (18 ± 0.3 mm) , Staphylococcus aureus (16 ± 0.7 mm) , Klebsiella pneumoniae (16 ± 0.3 mm) y Escherichia coli (14 ± 0.7 mm). Además, la actividad antioxidante se determinó mediante ensayos DPPH y ABTS. Se informó una mayor actividad antioxidante en los AgNP en comparación con el extracto vegetal en los ensayos DPPH (IC 50 = 69.62 µg·ml −1 ) y ABTS (IC 50 = 47.90 µg·ml −1 ). Además, la actividad citotóxica también se investigó mediante el ensayo MTT contra células MCF-7, y se encontró que IC 50 era 32.55 ± 0.05 µg·ml −1 . El quid de esta investigación es que los AgNP sintetizados a partir del extracto de hoja de Cedrela toona podrían emplearse como agentes antibacterianos, antioxidantes y anticancerígenos para el tratamiento de enfermedades bacterianas, orientadas a los radicales libres y cancerosas.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التخليق الحيوي وتوصيف الجسيمات النانوية الفضية من مستخلصات أوراق <i>سيدريلا</i> تونا: استكشاف إمكاناتها المضادة للبكتيريا والسرطان ومضادات الأكسدة
- Translated title (French)
- Biosynthèse et caractérisation des nanoparticules d'argent à partir d'extraits de feuilles de <i>Cedrela toona</i> : une exploration de leur potentiel antibactérien, anticancéreux et antioxydant
- Translated title (Spanish)
- Biosíntesis y caracterización de nanopartículas de plata a partir de extractos de hojas de <i>Cedrela toona</i>: una exploración de su potencial antibacteriano, anticancerígeno y antioxidante
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4399452423
- DOI
- 10.1515/gps-2023-0248
References
- https://openalex.org/W1483591702
- https://openalex.org/W1818889506
- https://openalex.org/W1963966601
- https://openalex.org/W1964968948
- https://openalex.org/W1967605968
- https://openalex.org/W1970457785
- https://openalex.org/W1973872321
- https://openalex.org/W1975266598
- https://openalex.org/W1989153538
- https://openalex.org/W1992601717
- https://openalex.org/W1997774370
- https://openalex.org/W2003147476
- https://openalex.org/W2012991711
- https://openalex.org/W2016594990
- https://openalex.org/W2037277094
- https://openalex.org/W2041957602
- https://openalex.org/W2047221663
- https://openalex.org/W2051850520
- https://openalex.org/W2055161910
- https://openalex.org/W2058489253
- https://openalex.org/W2067936279
- https://openalex.org/W2070005801
- https://openalex.org/W2076755908
- https://openalex.org/W2085138328
- https://openalex.org/W2087907833
- https://openalex.org/W2090281944
- https://openalex.org/W2093621244
- https://openalex.org/W2122598071
- https://openalex.org/W2143037559
- https://openalex.org/W2185564569
- https://openalex.org/W2207806713
- https://openalex.org/W2212638589
- https://openalex.org/W2308282903
- https://openalex.org/W2326604274
- https://openalex.org/W2346506659
- https://openalex.org/W2409804280
- https://openalex.org/W2473514325
- https://openalex.org/W2513361654
- https://openalex.org/W2548519955
- https://openalex.org/W2552947762
- https://openalex.org/W2562717314
- https://openalex.org/W2567617574
- https://openalex.org/W2583175011
- https://openalex.org/W2605948840
- https://openalex.org/W2610440904
- https://openalex.org/W2716548570
- https://openalex.org/W2727724894
- https://openalex.org/W2751788082
- https://openalex.org/W2751793515
- https://openalex.org/W2767661091
- https://openalex.org/W2775113706
- https://openalex.org/W2778846504
- https://openalex.org/W2788543937
- https://openalex.org/W2791399778
- https://openalex.org/W2801646735
- https://openalex.org/W2806631867
- https://openalex.org/W2808817848
- https://openalex.org/W2811134557
- https://openalex.org/W2889109176
- https://openalex.org/W2890990856
- https://openalex.org/W2902864918
- https://openalex.org/W2903262697
- https://openalex.org/W2903982181
- https://openalex.org/W2907215334
- https://openalex.org/W2913974205
- https://openalex.org/W2918560273
- https://openalex.org/W2923163087
- https://openalex.org/W2937407175
- https://openalex.org/W2942054848
- https://openalex.org/W2943121868
- https://openalex.org/W2960083904
- https://openalex.org/W2969021081
- https://openalex.org/W2971402577
- https://openalex.org/W2971823081
- https://openalex.org/W2973082693
- https://openalex.org/W2973668195
- https://openalex.org/W2977838584
- https://openalex.org/W2979268523
- https://openalex.org/W2989995614
- https://openalex.org/W2993084442
- https://openalex.org/W2995960416
- https://openalex.org/W2996382792
- https://openalex.org/W2999465700
- https://openalex.org/W3003744604
- https://openalex.org/W3004668781
- https://openalex.org/W3004766243
- https://openalex.org/W3007475480
- https://openalex.org/W3008054512
- https://openalex.org/W3013069916
- https://openalex.org/W3013109893
- https://openalex.org/W3022736257
- https://openalex.org/W3025556320
- https://openalex.org/W3035852359
- https://openalex.org/W3036390256
- https://openalex.org/W3093845433
- https://openalex.org/W3111914752
- https://openalex.org/W3118369113
- https://openalex.org/W3127245722
- https://openalex.org/W3128824949
- https://openalex.org/W3129776197
- https://openalex.org/W3131380235
- https://openalex.org/W3131476131
- https://openalex.org/W3132115731
- https://openalex.org/W3138754358
- https://openalex.org/W3139165894
- https://openalex.org/W3139216152
- https://openalex.org/W3157638995
- https://openalex.org/W3158470122
- https://openalex.org/W3160158160
- https://openalex.org/W3160451900
- https://openalex.org/W3160865477
- https://openalex.org/W3163414373
- https://openalex.org/W3170690177
- https://openalex.org/W3173096046
- https://openalex.org/W3174589393
- https://openalex.org/W3175981246
- https://openalex.org/W3188327860
- https://openalex.org/W3188995185
- https://openalex.org/W3192535051
- https://openalex.org/W3207377525
- https://openalex.org/W3213105735
- https://openalex.org/W3214011146
- https://openalex.org/W4205935152
- https://openalex.org/W4206129574
- https://openalex.org/W4206928172
- https://openalex.org/W4213260574
- https://openalex.org/W4221038983
- https://openalex.org/W4221097631
- https://openalex.org/W4223998483
- https://openalex.org/W4229007309
- https://openalex.org/W4281251172
- https://openalex.org/W4281382259
- https://openalex.org/W4281634446
- https://openalex.org/W4282595152
- https://openalex.org/W4283078312
- https://openalex.org/W4289521179
- https://openalex.org/W4388144757
- https://openalex.org/W4391764225