Celtis tournefortii Lam. bitkisinin yeşil yapraklarından gümüş ve altın nanopartiküllerin biyolojik yolla sentezi, karakterizasyonu, kimyasal kompozisyon ve in-vitro antimikrobiyal ve sitotoksik aktivitelerinin belirlenmesi
Biological synthesis, characterization, chemical composition and determination of in-vitro antimicrobial and cytotoxic activities of silver and gold nanoparticles from green leaves of celtis tournefortii Lam.
Yazar: AYŞE BARAN
Danışman: PROF. DR. CUMALİ KESKİN
Mardin Artuklu Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı / Biyoloji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Celtis tournefortii Lam. (C.tournefortii) bitkisinin atık durumundaki yeşil yapraklarından elde edilen özüt kullanılarak iki farklı konsantrasyonda altın nanopartiküllerin (AuNP'lerin) ve gümüş nanopartiküllerin (AgNP'lerin) sentezi, ucuz, kolay ve çevre dostu bir yaklaşımla yapıldı. Sentez sonucunda elde edilen AuNP'lerin ve AgNP'lerin karakterizasyonu UV-vis Spektrofotometre, XRD, FTIR, TEM, AFM, FESEM, EDX, TGA-DTA, DLS cihazlarından elde edilen veriler aracılığıyla değerlendirildi. 5 ve 10 mM'da sentezlenen AuNP'lerin sırasıyla, küresel morfolojik görünümde, negatif yüzey yük dağılımında, 553.67-555.32 nm maksimum absorbansa sahip ve 31.30-53.55 nm boyut dağılımında oldukları belirlendi. 5 ve 10 mM'da sentezlenen AgNP'lerin sırasıyla, 479.10-482.13 nm maksimum absorbansta, negatif yüzey yük dağılımında, ortalama 4.8-15 nm boyutlarda ve küresel görünümde oldukları bulgusuna ulaşıldı. Elde edilen AuNP'lerin ve AgNP'lerin, in-vitro antimikrobiyal ve antikanser etkileri, sırasıyla mikrodilüsyon ve MTT metotları kullanılarak incelendi. Sentezlenen AuNP'lerin antibiyotiklerden daha düşük olan, 0.01 ve 0.50 µg mL-1 aralığındaki konsantrasyonların patojen mikroorganizmaların üremelerinin baskılamada etkili oldukları görüldü.  AuNP'lerin 25 µg mL-1 konsantrasyonunun en iyi antikanser etkisi, % 88.58 oranında baskılama ile CaCo-2 hücre hattı üzerinde olduğu belirlendi. Diğer hücre hatlarının üremesi üzerinde de etkili baskılama oluştuğu tespit edildi. AgNP'lerin patojen suşların üremesi üzerindeki baskılayıcı etkisinin 0.03-1.00 µg mL-1 gibi düşük konsantrasyonlarda, standart antibiyotiklerden daha etkili oldukları görüldü. AgNP'lerin sağlıklı hücre hattı HDF üzerinde 25 µg mL-1 konsantrasyonun % 79.45 canlılık oranı ile toksik etkisinin nerdeyse olmadığı belirlendi. Kanser hücre hatlarında ise canlılığı baskılamada en iyi etkinin, % 75.36 baskılama oranıyla CaCo-2 hücre hattı üzerinde oluşturduğu belirlendi. Bunun yanında diğer kanser hücreler hatlarının üremesi üzerinde önemli düzeyde baskılama meydana getirdi. C. tournefortii özütünün fitokimyasal bileşen bakımından karakterize edilmesi için, LC-MS/MS verilerinden elde edilen profil kullanıldı. Profilde en yüksek konsantrasyona sahip olan bileşenlerin sırasıyla, rutin, kumarin, biosiyanin A, şikimik asit, klorojenik asit olduğu belirlendi. Ayrıca özütün antimikrobiyal ve antikanser etkileri de incelendi. Özütün, AgNP'ler ve AuNP'lere kıyasla daha yüksek konsantrasyonda daha az etki gösterdiği belirlendi.

Abstract:
The process of synthesising gold nanoparticles (AuNPs) and silver nanoparticles (AgNPs) at two distinct concentrations was carried out using an extract derived from the waste green leaves of the Celtis tournefortii Lam. (C. tournefortii) plant. This method was chosen for its cost-effectiveness, simplicity, and eco-friendly nature. The characterisation of AuNPs and AgNPs, which were synthesised, was assessed using data acquired from several tests of analysis including UV-vis Spectrophotometer, XRD, FTIR, TEM, AFM, FESEM, EDX, TGA-DTA, and DLS devices. The AuNPs synthesised at concentrations of 5 and 10 mM exhibited a spherical morphology, a negative surface charge distribution, a maximum absorbance range of 553.67-555.32 nm, and size distributions of 31.30-53.55 nm, respectively. The study revealed that AgNPs produced at concentrations of 5 and 10 mM exhibited a peak absorbance at wavelengths ranging from 479.10 to 482.13 nm. These nanoparticles had a negative surface charge distribution and displayed an average size between 4.8 and 15 nm, with a spherical shape. The antibacterial and anticancer properties of the AuNPs and AgNPs produced were evaluated using microdilution and MTT techniques, respectively, in a laboratory setting. The synthesised AuNPs exhibited potent antimicrobial activity against pathogenic bacteria at doses ranging from 0.01 to 0.50 µg mL-1, which were found to be lower than those of antibiotics. The least amount of AuNPs for achieving the most effective anticancer outcome was found to be 25 µg mL-1. This dosage resulted in a remarkable 88.58% suppression of the CaCo-2 cell line. It was shown that effective inhibition also occurred on the reproduction of other cell lines. It was noted that the inhibitory impact of AgNPs on the growth of harmful bacteria was more potent than conventional antibiotics at low doses, such as 0.03-1.00 µg mL-1. The toxicity of AgNPs on the HDF healthy cell line was found to be minimal, as indicated by a viability rate of 79.45% at a dose of 25 µg mL-1. The CaCo-2 cell line exhibited the highest efficacy in lowering viability in cancer cell lines, with a suppression rate of 75.36%. Furthermore, it resulted in substantial inhibition of the proliferation of additional cancer cell lines. The LC-MS/MS data was utilised to analyse and identify the phytochemical composition of the C. tournefortii extract. The profile analysis revealed that Rutin, coumarin, biocyanin A, shikimic acid, and chlorogenic acid were the components with the highest concentration. Furthermore, the extract was also evaluated for its antibacterial and anticancer properties. The analysis revealed that the extract had a diminished impact at greater concentrations in comparison to AgNPs and AuNPs.