ZURÜCKGEZOGENER ARTIKEL: Biosynthese von Zn

May 10, 2023

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 9442 (2022) Diesen Artikel zitieren

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Zn-dotierte CuFe2O4-Nanopartikel (NPs) wurden umweltfreundlich aus Pflanzenextrakten synthetisiert. Diese Nanopartikel wurden durch Röntgenbeugung, Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie, Rasterelektronenmikroskop (REM), energiedispersive Röntgenspektroskopie und thermische gravimetrische Analyse (TGA) charakterisiert. Das REM-Bild zeigte kugelförmige NPs mit einem Größenbereich von weniger als 30 nm. Im EDS-Diagramm werden die Elemente Zink, Kupfer, Eisen und Sauerstoff dargestellt. Die Zytotoxizität und Antikrebseigenschaften von Zn-dotierten CuFe2O4-NPs wurden an normalen Makrophagenzellen und A549-Lungenkrebszellen bewertet. Die zytotoxischen Wirkungen von Zn-dotierten CuFe2O4- und CuFe2O4-NPs auf A549-Krebszelllinien wurden analysiert. Die Zn-dotierten CuFe2O4- und CuFe2O4-NPs zeigten IC50-Werte von 95,8 bzw. 278,4 µg/ml auf A549-Krebszellen. Darüber hinaus hatten Zn-dotierte CuFe2O4- und CuFe2O4-NPs IC80-Werte von 8,31 bzw. 16,1 µg/ml auf A549-Krebszellen. Bemerkenswerterweise zeigte die Dotierung von Zn auf CuFe2O4-NPs bessere zytotoxische Wirkungen auf A549-Krebszellen im Vergleich zu den CuFe2O4-NPs allein. Auch Spinell-Nanokristalle aus Zn-dotiertem CuFe2O4 (~ 13 nm) hatten eine minimale Toxizität (CC50 = 136,6 µg/ml) auf Makrophagen der J774-Zelllinie.

Nanotechnologie ist ein Teil der Wissenschaft und Technologie, in dem kleine Dimensionen im Nanobereich eine entscheidende Rolle in dieser Wissenschaft spielen1,2,3. Nanotechnologie umfasst die Produktion und Verwendung von Partikeln in der Größenordnung von Molekülen und intrazellulären Strukturen4,5. Unter Nanoskala versteht man im Allgemeinen Partikel im Größenbereich < 100 nm (zumindest in einer Dimension), die als Nanopartikel bezeichnet werden6,7,8. Nanostrukturen wurden in allen Bereichen der Wissenschaft und Technologie eingesetzt, beispielsweise in der Nanomedizin9, der Gen-/Arzneimittelabgabe10, der Energie11,12, der Landwirtschaft13,14,15,16 und sogar im Weltraum17. Somit zeigen die aktuellen Wachstumstrends, dass die Nanotechnologie eine wichtige Rolle bei den wissenschaftlichen Revolutionen spielt. Jüngste Entwicklungen in der Wissenschaft18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28 und Technik29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39 sogar im Ingenieurwesen40, 41,42, Epidemiologie43,44,45,46,47,48,49, Mathematik50,51,52,53,54 und Geometrie55,56,57,58 haben erhebliche Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit59,60,61 und das Leben62,63, 64,65,66,67,68. Nanopartikel (NPs) mit unterschiedlichen Formen69,70,71,72,73 und Größen wurden in großem Umfang mithilfe einer Vielzahl physikalisch-chemischer und biobasierter Synthesetechniken74 hergestellt, darunter Elektronenbestrahlung, chemische Reduktion75,76, Sol-Gel77 und mikrowellenunterstützte Synthese78 und pflanzenvermittelte Synthesetechniken79,80,81,82. Es gibt jedoch noch einige herausfordernde Probleme hinsichtlich ihrer Stabilität, Aggregation/Sedimentation, Größenverteilung und Kontrolle der Morphologie83,84,85.

Die Synthese von NPs mit einzigartigen physikalisch-chemischen Eigenschaften und Multifunktionalität gehört zu den Themen, die für Forscher von Interesse sind86,87,88. Multimetallische NPs haben in letzter Zeit in medizinischen und biomedizinischen Bereichen Aufmerksamkeit erregt89. Diese NPs haben eine geeignete Stabilität, Multifunktionalität und Anwendbarkeit für verschiedene klinische und biomedizinische Geräte gezeigt90. Unter ihnen zeigten magnetische Kupferferrit-NPs (CuFe2O4) als Spinellkeramikmaterialien91 geeignete antioxidative Wirkungen und eine gute biologische Abbaubarkeit. Spinellferrite haben die allgemeine Formel „MFe2O4“, wobei „M“ ein zweiwertiges Kation (Zn, Cu, Mn, Co, Mg, Ni usw.) darstellt92. Darüber hinaus können diese NPs für Zellmarkierung, Hyperthermie und Antikrebsanwendungen genutzt werden. Kupferferrit-NPs verursachten eine Nekrose von HepG2-Krebszellen in der Leber (in vitro), indem sie den oxidativen Stress und die Caspase-3-Aktivität erhöhten1. Außerdem haben diese multimetallischen Magnetpartikel niedrige Produktionskosten und können bei der Wasseraufbereitung recycelt werden90,93.

Magnetische Zinkferrite (ZnFe2O4) sind recycelbare und biokompatible Katalysatoren mit hoher entzündungshemmender Aktivität94. Zinkferrit-NPs zeigten eine gute Biokompatibilität und Hämokompatibilität mit menschlichen dermalen Fibroblastenzellen (HDF) bzw. roten Blutkörperchen (RBC). Andererseits weisen sie eine hohe Toxizität gegenüber grampositiven und gramnegativen Bakterien auf, indem sie den reaktiven Sauerstoffstress (ROS) erhöhen95. Ferritische Multimetalle wie Nickel-Zink-Ferrit und Chrom-Kupfer-Ferrit haben aufgrund ihrer einzigartigen physikalisch-chemischen Eigenschaften eine vielversprechende klinische und biomedizinische Anwendbarkeit gezeigt. Die antibakteriellen Eigenschaften von Chrom-Kupfer-Ferrit-NPs sind größer als die von Kupfer-Ferrit-NPs. Durch die Zugabe von Chrommetall wurde das Verhältnis von Oberfläche zu Volumen in Chrom-Kupfer-Ferrit-NPs erhöht, und diese NPs hatten eine stärkere schädigende Aktivität gegen Bakterienmembranen96. In-vitro-Studien zeigten, dass Nickel-Zink-Ferrit-NPs eine zeitabhängige und konzentrationsabhängige Zytotoxizität gegenüber Dickdarm-HT29-, Brust-MCF7- und Leber-HepG2-Krebszellen aufweisen. Sie könnten die Apoptose von Krebszellen durch mitochondriale und chromosomale Schäden erhöhen. Der maximale Zelltod trat in Leberkrebszellen bei einer Konzentration von 100 µg/ml auf und wurde auch in Dickdarm- und Brustkrebszellen bei einer Konzentration von 1000 µg/ml beobachtet97.

Hierin wurden zum ersten Mal Zn-dotierte Kupferferrit-NPs (Zn-dotiertes CuFe2O4) umweltfreundlich aus Pflanzenextrakten synthetisiert. Kapuzinerkressenextrakt wurde als Hauptvorläufer für die Synthese von Nanostrukturen mit geringer Toxizität und hoher Stabilität verwendet. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Nanostrukturen, die durch Anwendung von Nasturtium officinale-Extrakt synthetisiert wurden, wurden durch Röntgenpulverbeugung (XRD), Rasterelektronenmikroskopie (SEM), energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX), Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) und bewertet Thermogravimetrische Analyse (TGA). In-vitro-Studien von Zn-dotierten Kupferferrit-Nanostrukturen gegen A549-Adenokarzinomzellen der menschlichen Lunge wurden auf der Grundlage der 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromid (MTT)-Methode durchgeführt.

Tetrazoliumfarbstoff (MTT) und Dimethylsulfoxid (DMSO) wurden von Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) bezogen. Phosphatgepufferte Kochsalzlösung (PBS), Dulbeccos modifiziertes Eagle-Medium (DMEM) und 1 % Penicillin-Streptomycin-Lösung wurden von INOCLON (Teheran, Iran) bezogen. Fetales Rinderserum (FBS) wurde von Biochrome (Berlin, Deutschland) bezogen. Eisennitrat (Fe (NO3)3. 9H2O, ≥ 98 %), Zinknitrat (Zn(NO3)2·6H2O, 98 %) und Kupfer(II)-chlorid (CuCl2·2H2O, ≥ 99,0 %) Salze wurden von gekauft Sigma-Aldrich Company. Alle Schritte wurden unter sterilen Bedingungen durchgeführt. In allen Stufen wurde entionisiertes Wasser verwendet. A549 menschliche Lungenadenokarzinom-Krebszellen und die Maus-Makrophagen-Zelllinie (J774-A1) wurden von der Zellbank des Pasteur-Instituts des Iran (Iran) erhalten. Die Zellen wurden in DMEM-Medium, ergänzt mit 10 % FBS, 1 % Antibiotikamischung (Penicillin/Streptomycin), kultiviert und in einer feuchten Atmosphäre unter Standardbedingungen (37 °C, 5 % CO2) gehalten.

Die jungen Blätter der Kapuzinerkresse wurden mit entionisiertem Wasser gewaschen. Bei 27 °C wurde den Blättern die Oberflächenfeuchtigkeit entzogen und in ein weiches Pulver umgewandelt. 1 g Pflanzenpulver wurde mit 10 ml entionisiertem Wasser vermischt und 24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Der Pflanzenextrakt wurde durch Whatman-Filterpapier (Größe Nr. 40) filtriert und zentrifugiert. Die Salze Fe(NO3)3·9H2O (1,7 g), Zn(NO3)2·6H2O (0,8 g) und CuCl2·2H2O (0,8 g) wurden zu 21 ml Pflanzenextrakt gegeben und bei Raumtemperatur unter kräftigem Rühren gelöst. jeweils. Nach vollständiger Auflösung der Salze wurde der pH-Wert der Mischung durch Zugabe von 1 M NaOH unter den gleichen Bedingungen von 4 auf 7 erhöht. Danach wurden 15 ml entionisiertes Wasser tropfenweise zu der Mischung gegeben und kontinuierlich 2 Stunden lang bei Raumtemperatur sterilisiert. Die resultierende Mischung wurde in einen Autoklaven überführt und 13 Stunden lang bei 170 °C in einen Ofen gestellt. Die synthetisierten NPs wurden mehrmals mit entionisiertem Wasser gewaschen. Abschließend wurde das erhaltene Pulver 10 Stunden lang bei 80 °C getrocknet und 10 Stunden lang bei 400 °C kalziniert.

Für die Zytotoxizitätsanalyse von NPs auf der Makrophagen-Zelllinie J774 haben wir die CC50 (Zytotoxizitätskonzentration für 50 % der Zellen) für verschiedene Konzentrationen (1, 5, 10, 50, 100, 500 und 1000 µg/ml) von Zn- bestimmt. dotierte CuFe2O4-, ZnO98-, CuO99- und CuFe2O4-NPs auf Makrophagen. Makrophagenzellen wurden mit 106 Zellen/ml in Lab-Tek mit 96 Vertiefungen (Nunc, USA) ausplattiert und 24 Stunden lang bei 37 °C und 5 % CO2 anhaften gelassen. Nach der Entfernung der nicht anhaftenden Zellen durch Waschen mit DMEM-Medium wurden die Zellen unter ähnlichen Bedingungen wie zuvor erwähnt inkubiert. Danach wurden 190 µL komplettes DMEM-Medium in jede Vertiefung gegeben, und danach wurden 10 µL NP-Verdünnung hinzugefügt (wie zuvor im Medium zubereitet). Makrophagen wurden mit den NPs von 1 bis 1000 µg/ml 72 Stunden lang konserviert. Die Zytotoxizitätsrate wurde mithilfe des kolorimetrischen WST1-Zelllebensfähigkeitstests bewertet, wie zuvor im Promastigoten-Sensitivitätstest definiert. Alle Experimente wurden in dreifacher Ausfertigung durchgeführt, ähnlich wie in den vorherigen Phasen100.

Die Zytotoxizität von Zn-dotierten CuFe2O4-, ZnO-, CuO- und CuFe2O4-NPs (verschiedene Konzentrationen: 1, 5, 10, 50, 100, 500 und 1000 µg/ml) gegen A549-Lungenkrebszellen wurde basierend auf einem MTT-Assay für 72 gemessen H. 104 Zellen/cm2 wurden in 96-Well-Platten ausgesät. Nach dem Anbringen der Zellen an der Plattenwand wurden unterschiedliche NP-Konzentrationen hinzugefügt und 72 Stunden lang bei 37 °C mit 5 % CO2 inkubiert. Nach diesem Verfahren wurden die Zellen mit Phosphatpuffer-Kochsalzlösung (PBS) gewaschen und das Medium verworfen. Im Folgenden wurden 5 mg/ml MTT-Farbstoff in PBS auf jede Vertiefung aufgetragen und die Platte 4 Stunden lang inkubiert. In jede Vertiefung wurden 100 µL DMSO-Lösung gegeben und dann 15 Minuten lang an einem dunklen Ort bei 25 °C gelagert. Schließlich wurde mit einem Mikroplatten-Lesegerät die Absorption von gelöstem Formazan bei 570 nm gemessen (DYNEX MRX, USA). Das Verhältnis lebensfähiger Zellen zu unbehandelten Zellen wurde herangezogen, um die relative Lebensfähigkeit von A375-Zellen zu charakterisieren. Die für eine Zytotoxizität von 50 % und 80 % erforderliche Hemmkonzentration (IC50 und IC80) wurde durch Anwendung des Probit-Tests und Auftragen des Hemmniveaus gegen die Konzentration ermittelt.

Die XRD-Analyse wurde unter Verwendung eines X'PertPro-Diffraktometers (Panalytical Company, Holland) mit einer Wellenlänge des Röntgenstrahls von 1,5 Å und Cu-Anodenmaterial durchgeführt. XRD-Messungen wurden durchgeführt, um die kristalline Phase und die Natur biogener Nanostrukturen zu bestimmen (2θ-Bereich von 10° bis 80°). XRD-Daten von Pflanzenextrakten und Nanostrukturen sind in Abb. 1a, b dargestellt. Das Vorhandensein starker Peaks im 2θ-Bereich von 35,7°, 62,5° und 39° bestätigte die kristallinen Phasen von Kupferferrit-NPs (CuFe2O4)101 und Zink-dotierten Kupferferrit-NPs (Zn-dotiertes CuFe2O4) in den synthetisierten NPs. Die Reflexionsebenen 111 (18,5°), 220 (30°), 311 (35,7°), 400 (43°), 422 (53,5°), 511 (57°), 440 (62,5°) und 533 (72,5°). ) verifizierte die Spinellkristallitphase102 von Zn-dotiertem CuFe2O4 wie zuvor beschrieben103,104.

XRD-Diagramm von Pflanzenextrakt (a) und Zn-dotierten CuFe2O4-NPs (b).

Im XRD-Muster ist die Reflexion (311) der intensivste Peak. Die Gitterkonstante wurde anhand des interplanaren Abstands und der entsprechenden (hkl)-Parameter unter Verwendung der folgenden Beziehung berechnet105:

Die Kristallitgröße wurde anhand des intensivsten Peaks der XRD-Daten (311) geschätzt. Die Kristallitgröße wurde als Funktion des Zn-Gehalts x unter Verwendung der Debye-Scherrer-Formel (D = 0,9 λ/β cos θ) berechnet. In dieser Formel ist „λ“ die Wellenlänge der Röntgenstrahlung, „β“ das Halbwertsbreitenmaximum und „2θ“ der Beugungswinkel. Als Ergebnis wurde festgestellt, dass die Kristallitgröße der NPs etwa 20 nm beträgt.

Die FTIR-Analyse von Zn-dotierten CuFe2O4-NPs im Bereich von 300 bis 4000 cm−1 mit KBr-Pellet wurde mit einem Tensor II-Gerät (Bruker Company, Deutschland) durchgeführt. Die FTIR-Analyse identifizierte die funktionellen Gruppen und chemischen Bindungen, die in den synthetisierten NPs vorhanden sind (Abb. 2). Die Peaks 476, 551 und 1049 cm−1 belegen die Streckbindung des O-Atoms in der CuFe2O4-Struktur106,107. Die 551 und 1049 cm−1 breiten Peaks wurden der oktaedrischen Spinellstruktur von CuFe2O4-NPs zugeschrieben. Der schwache Peaktransfer von 476 cm−1 in die beiden Regionen 551 und 1049 cm−1 bestätigte den Transfer der O-Streckbindung von der tetraedrischen Position zur oktaedrischen Position108,109. Die Peaks von 3449 und 3346 cm−1 können auf die Streckschwingung der O-H-Gruppe der phenolischen Verbindungen der Kapuzinerkresse (Pflanze) zurückgeführt werden. Es zeigte sich, dass phenolische Verbindungen von Pflanzen eine reduzierende Rolle bei der Synthese von Metall-NPs spielten110.

FT-IR-Spektren von Zn-dotierten CuFe2O4-NPs.

Die Bewertung der Elementzusammensetzung und Morphologie von Zn-dotierten CuFe2O4-NPs wurde mit FESEM-EDS durchgeführt. Oberflächenbilder mit einer Vergrößerung von 50,00 Kx (Abb. 3a) und Komponenten (Abb. 3b) des Zn-dotierten CuFe2O4 wurden mit Sigma VP, ZEISS Company, ausgestattet mit einem EDS-Detektor von Oxford Instruments Company, aufgenommen. Das REM-Bild mit Hellfeldhintergrund zeigte kugelförmige NPs mit einem Größenbereich von weniger als 30 nm. Im EDS-Diagramm werden die Elemente Zink, Kupfer, Eisen und Sauerstoff dargestellt. Das Vorhandensein der Elemente Cu, Zn, Fe und O in EDS-Spektren bestätigte die Bildung von abgeschiedenem Zn-dotiertem CuFe2O4-Spinellferrit. Die Elementzusammensetzung aller Proben wurde mit der stöchiometrischen theoretischen Zusammensetzung von Zn-dotiertem CuFe2O4 korreliert.

FESEM-EDS-Analyse: (a) SEM-Bild (b) EDS-Diagramm von Zn-dotierten CuFe2O4-NPs.

Eine thermische Analyse nicht kalzinierter Zn-dotierter CuFe2O4-NPs wurde durchgeführt, um die Bildung der Spinellferritphase des vorbereiteten Spinellferrits zu untersuchen, wie zuvor beschrieben111. Änderungen im physikalischen Verhalten von Zn-dotierten CuFe2O4-NPs wurden mittels TGA basierend auf Temperatur und Zeit mit dem Gerät TG 209 F3Tarsus®, NETZSCH Germany Company, bewertet (Abb. 4). TGA- und DTA-Bewertungen der NPs wurden unter N2-Atmosphäre mit einer Heizrate von 10 °C/min im Temperaturbereich von 25–800 °C durchgeführt. Der Gewichtsverlust bei etwa 200 °C wurde auf die Zersetzung von Metallhydroxid und die Kristallisation von Zn-dotierten CuFe2O4-NPs112 zurückgeführt.

TGA-Kurven von Zn-dotierten CuFe2O4-NPs.

Die zytotoxischen Eigenschaften von Zn-dotierten CuFe2O4-NPs wurden jeweils 72 Stunden lang an normalen Makrophagenzellen und A549-Lungenkrebszellen bewertet. Andererseits wurden zur besseren Bewertung der krebshemmenden Wirkung der Komponenten in Zn-dotierten CuFe2O4-NPs die oben genannten Tests an ZnO-, CuO- und CuFe2O4-NPs durchgeführt. Die Ergebnisse der Zytotoxizitätsanalyse von Zn-dotierten CuFe2O4-, ZnO-, CuO- und CuFe2O4-NPs auf murinen Makrophagen mit CC50-Werten von 136,6, 762,36, 98,5 bzw. 309,3 µg/ml sind in Abb. 5a dargestellt. Den CC50-Werten zufolge zeigten Zn-dotierte CuFe2O4-, ZnO- und CuFe2O4-NPs keine signifikante zytotoxische Wirkung gegen Makrophagenzellen, CuO-NPs zeigten jedoch signifikante zytotoxische Wirkung gegen normale Makrophagenzellen. Basierend auf unseren Ergebnissen waren Zn-dotierte CuFe2O4-, ZnO- und CuFe2O4-NPs für Säugetierzellen sicherer. Den Ergebnissen zufolge verursachten CuO-NPs oxidativen Stress und genetische Toxizität in normalen Säugetierzellen113,114. Die zytotoxischen Wirkungen von Zn-dotierten CuFe2O4-, ZnO-, CuO- und CuFe2O4-NPs, die 1–1000 µg/ml ausgesetzt sind, auf A549-Krebszelllinien sind in Abb. 5b dargestellt. Die Zn-dotierten CuFe2O4-, ZnO-, CuO- und CuFe2O4-NPs zeigten IC50-Werte von 95,8, 113,1, 120,2 bzw. 278,4 µg/ml auf A549-Krebszellen. Darüber hinaus hatten Zn-dotierte CuFe2O4-, ZnO-, CuO- und CuFe2O4-NPs IC80-Werte von 8,31, 12,81, 8,7 bzw. 16,1 µg/ml auf A549-Krebszellen. Den Ergebnissen zufolge hatten diese NPs krebshemmende Eigenschaften gegen Lungenkrebszellen. Aufgrund der hohen Toxizität von CuO-NPs gegenüber normalen Makrophagenzellen sind diese NPs keine geeigneten Therapeutika. Andererseits zeigten weitere Untersuchungen, dass ZnO-NPs mit 31,2 μg/ml eine signifikante Toxizität gegen A549-Krebszellen aufwiesen. Folglich hängt die Toxizität von ZnO-NPs von der Konzentration, Zeit und Größe der NPs115 ab. ZnO-NPs wurden unter Verwendung von Mangifera indica synthetisiert und zeigten gute Antikrebseigenschaften gegen A549-Krebszellen116. Darüber hinaus wurden CuO-NPs umweltfreundlich unter Verwendung von Ficus religiosa hergestellt und zeigten wünschenswerte Antikrebseigenschaften gegen A549-Krebszellen mit erhöhter Apoptose117.

Zytotoxizitätsanalyse: (a) die Zytotoxizität von NPs gegenüber murinen Makrophagen (J774-Zellen) und (b) die Zytotoxizität von NPs gegenüber A549-Lungenkrebszellen.

In dieser Studie wurden Zn-dotierte CuFe2O4-NPs unter Verwendung von N. officinale-Heilpflanzenextrakt synthetisiert. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften der NPs wurden durch XRD-, ETIR-, SEM-, EDX- und TGA-Analyse bestimmt. Die Biokompatibilität und die Antikrebseigenschaften der NPs und ihrer Komponenten (ZnO-, CuO- und CuFe2O4-NPs) wurden 72 Stunden lang gegen Makrophagen J774-Zelllinie und A549-Lungenkrebszellen bewertet. Die XRD- und FTIR-Auswertung von Zn-dotierten CuFe2O4-NPs bestätigte zwei kristalline Phasen von CuFe2O4 und Zn-dotiertem CuFe2O4. Die Elemente (Kohlenstoff, Zink, Kupfer, Eisen und Sauerstoff) der synthetisierten kugelförmigen NPs wurden durch EDS-Analysen bestätigt. Laut IC50-Daten hatten Zn-dotierte CuFe2O4-NPs die höchsten Antikrebseigenschaften. Den Ergebnissen von Antikrebstests zufolge wiesen ZnO- und CuO-NPs eine erhöhte A549-Zellmortalität auf. CuO-NPs hatten jedoch eine hohe Toxizität für normale Zellen von Makrophagen. In den letzten Jahrzehnten kann die Anwendung biogener NPs zusammen mit den phenolischen Verbindungen von Heilpflanzen als attraktive Alternative zur Behandlung von Krebserkrankungen angesehen werden. N. officinale (Familie: Brassicaceae) ist eine Wasserpflanze, die erhebliche Mengen an Eisen, Kalzium, Folsäure, Glucosinolaten sowie den Vitaminen C und A enthält. Diese Heilpflanze hat aufgrund ihrer phenolischen Verbindungen erhebliche krebsbekämpfende und antioxidative Eigenschaften118. Es wurde gezeigt, dass der methanolische Extrakt dieser Pflanze die Sterblichkeit von A549-Krebszellen erhöht, indem er apoptotische Wirkstoffe aktiviert118. Andererseits haben sich Forscher aufgrund der Synergie von Metallelementen und Multifunktionalität auf multimetallische NPs konzentriert119,120. Darüber hinaus wurde durch die Erhöhung der phenolischen Verbindungen des Kapuzinerkresse-Extrakts die antioxidative Aktivität mit dem niedrigsten IC50121 erhöht.

Zn-dotierte CuFe2O4-Nanopulver wurden erfolgreich in einem Schritt unter Verwendung von Kapuzinerkresse-Pflanzenextrakt synthetisiert. Die NPs wurden durch XRD, FTIR, EDS, TGA und SEM charakterisiert. Die Biokompatibilität und Zytotoxizität von Zn-dotierten CuFe2O4-NPs wurden an Makrophagen-Zelllinien bewertet. Darüber hinaus wurden die Antikrebseigenschaften von Zn-dotierten CuFe2O4-NPs gegen A549-Lungenkrebszellen bewertet. Infolgedessen zeigte die Dotierung von Zn auf CuFe2O4-NPs bessere zytotoxische Wirkungen auf A549-Krebszellen im Vergleich zu CuFe2O4-NPs allein. Auch Spinellkristallite aus Zn-dotiertem CuFe2O4 (~ 13 nm) hatten eine minimale Toxizität (CC50 = 136,6 µg/ml) auf Makrophagen der J774-Zelllinie.

Das Zn-dotierte CuFe2O4 ist multimetallisch und weist eine geeignete Anwendbarkeit und Biokompatibilität auf, die insbesondere für die Behandlung und Diagnose von Krebs und Infektionskrankheiten weiter untersucht werden sollte. Darüber hinaus können diese Nanomaterialien mit einzigartigen optischen und magnetischen Eigenschaften als attraktive Kandidaten für katalytische Anwendungen angesehen werden.

Die während der aktuellen Studie verwendeten und analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

Dieser Artikel wurde zurückgezogen. Weitere Einzelheiten finden Sie in der Widerrufsbelehrung: https://doi.org/10.1038/s41598-023-36215-z

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Diese Arbeit wurde vom Nimad-Institut unterstützt.

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Fachbereich Physik, Universität Zabol, Postfach. 98613-35856, Zabol, Iran

Abbas Rahdar

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Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Korrespondenz mit Mehrdad Khatami oder Samira Jamali.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Dieser Artikel wurde zurückgezogen. Weitere Einzelheiten finden Sie in der Widerrufsmitteilung: https://doi.org/10.1038/s41598-023-36215-z“

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Darvish, M., Nasrabadi, N., Fotovat, F. et al. ZURÜCKGEZOGENER ARTIKEL: Biosynthese von Zn-dotierten CuFe2O4-Nanopartikeln und ihre zytotoxische Aktivität. Sci Rep 12, 9442 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-13692-2

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Eingegangen: 16. Februar 2022

Angenommen: 26. Mai 2022

Veröffentlicht: 08. Juni 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-13692-2

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