Sorghum bicolor var. technicum tohum ekstraktı ile gümüş nanopartiküllerinin yeşil sentezi, karakterizasyonu ve biyolojik aktivitelerinin araştırılması

Abstract

Nanopartiküllerin fiziksel ve kimyasal yöntemler ile sentezi maliyetlidir ve uzun zamana ihtiyaç duyulur. Bu yöntemlere alternatif olarak kullanılan nanopartiküllerin yeşil sentez olarak da bilinen biyolojik sentezinin amacı, kısa süreli, düşük maliyetli, çevreye duyarlı sentezi mümkün kılmaktadır. Çalışmada Edirne'nin Uzunköprü ilçesinden toplanan, halk arasında süpürge otu olarak da bilinen Sorghum bicolor var. technicum (Körn) Stapf ex Holland tohumlarından yeşil sentez yöntemi ile gümüş nanopartikülleri (AgNP) sentezlendi. Sentezlenen AgNP'lerin karakterizasyonu Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Geçirimli Elektron Mikroskobu (TEM), Enerji Dağılım Spektroskopisi (EDS), Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) ve UV-Vis Spektroskopi (UV-Vis) analizleri ile yapıldı. Ekstrakt ve AgNP'lerin antimikrobiyal, antibiyofilm, antioksidan, mutajenik, DNA kesme ve fotokatalik aktiviteleri belirlendi. Antimikrobiyal aktivite, agar disk difüzyon ve broth mikrodilüsyon yöntemleri ile incelendi. Elde edilen sonuçlar, hem ekstrakt hem de AgNP'nin güçlü antimikrobiyal aktiviteye sahip olduğunu gösterdi. AgNP'lerin, biyofilm üreticilerinin önde gelen mikroorganizmalarından biri olan Pseudomonas aeruginosa'ya karşı güçlü antibiyofilm aktivite gösterdiği bulundu. Antioksidan aktiviteleri; 1,1-difenil-2-pikrilhidrazil (DPPH•) Serbest Radikal Giderme Aktivitesi, 2,2'-Azino-bis (3-etilbenzotiozolin-6-sülfonik asit) (ABTS•+) Katyon Radikali Giderme Aktivitesi, Demir İyonu İndirgeme Antioksidan Kapasitesi (FRAP) ve Metal Şelatlama Aktivitesi yöntemleri ile belirlendi. Her iki örnek de güçlü radikal giderme aktivitesi gösterdi. Mutajenik aktivite, Ames/Salmonella testi ile Salmonella typhimurium'a ait iki suş (TA98 ve TA100) kullanılarak belirlendi. Her iki suş için ekstrakt konsantrasyona bağlı olarak artan mutajenik aktivite gösterirken, AgNP aktivite göstermedi. DNA kesme aktivitesi agaroz jel elektroforezi yöntemi ile belirlendi. Hem ekstraktın hem de AgNP'nin oksitleyici ajan (H2O2) varlığında DNA'yı kestiği gözlendi. Fotokatalitik aktivite, AgNP'lerin metilen mavi boyasını degrade etme özelliğine göre belirlendi. AgNP'lerin 24 saat sonunda metilen mavi boyasını %83,78 oranında indirgediği görüldü.

Synthesis of nanoparticles by physical and chemical methods is costly and takes a long time. The aim of biological synthesis of nanoparticles, also known as green synthesis, which is used as an alternative to these methods, enables short-term, low-cost, environmentally friendly synthesis. In the study, silver nanoparticles (AgNP) synthesized from the seeds of Sorghum bicolor var. technicum (Körn) Stapf ex Holland, also known as heather by green synthesis method, collected from Uzunköprü/Edirne. The characterization of the synthesized AgNPs performed by Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and UV-Vis Spectroscopy (UV-Vis) analyses. Antimicrobial, antibiofilm, antioxidant, mutagenic, DNA cleavage and photocatalytic activities of the extract and AgNPs determined. Antimicrobial activity was investigated by agar disc diffusion and broth microdilution methods. The results showed that both the extract and AgNP have strong antimicrobial activity. AgNPs were found to have strong antibiofilm activity against Pseudomonas aeruginosa, one of the leading microorganisms of biofilm producers. Antioxidant activities were evaluated by 1,1 diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH•) Free Radical Scavenging Activity, 2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate) (ABTS•+) Cation Radical Scavenging Activity, Ferrous Ion Reducing Activity (FRAP) and Metal Chelation Activity methods. Both samples showed strong radical scavenging activity. Mutagenic activity was determined by the Ames/Salmonella test using two strains of Salmonella typhimurium (TA98 and TA100). For both strains, the extract showed increased mutagenic activity depending on the concentration, while AgNP did not. DNA cleavage activity was determined by agarose gel electrophoresis method. It observed that both extract and AgNP cleaved DNA in the presence of oxidizing agent (H2O2). Photocatalytic activity was determined according to the ability of AgNPs to degrade the methylene blue dye. AgNPs able to degrade methylene blue by 83,78% at the end of 24 hours.