Mentha pulegium L. ekstraktları kullanılarak çinko oksit nanopartikülünün yeşil sentezi, karakterizasyonu ve biyolojik aktiviteleri
Green synthesis of zinc oxide nanoparticles using Mentha pulegium L. extracts, characterization and its biological activities.
Yazar: EDANUR YENİYOL
Danışman: DOÇ. DR. DİLEK AKYIL
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoloji = Biology
Dizin: Metal nanopartiküller = Metal nanoparticles ; Mikrobiyolojik aktivite = Microbiological activity ; Toksisite = Toxicity ; Toksisite testleri = Toxicity tests

Özet:
Lamiaceae familyasında yer alan Mentha pulegium L. bitkisi günlük hayatta yaygın olarak geleneksel tıpta ve beslenmede kullanılmaktadır. Bu sebeplerden yola çıkarak toksik etkilerinin belirlenmesi oldukça önemlidir. Bitkilerin kullanım alanlarındaki çeşitlilik, bitkinin mevcut aktivitelerinin arttırılabileceğini göstermektedir. Bu çalışmada Mentha pulegium L. ekstraktı kullanılarak yeşil sentez yoluyla çinko oksit nanopartikülleri (ZnO) sentezlendi. ZnO nanopartiküllerinin karakterizasyonu için Görünür Bölge Spektrofotometresi (UV-Vis), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR), X-Işını Difraksiyonu (XRD) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizleri yapıldı. ZnO nanopartiküllerinin UV-Vis maksimum absorbans değeri 385 nm olarak tespit edildi. FT-IR analizinde ZnO nanopartikülleri 464 cm-1 değerinde pik gösterdi. XRD analizinde elde edilen sonuçlarda nanopartiküllerin 28.16 nm boyutunda olduğu belirlendi ve JCPDS (36-1451) modeline uyumlu bulundu. SEM analizindeki verilerde küresel ve altıgen şekle sahip olduğu görüldü. Mentha pulegium L. ekstraktı ve ZnO nanopartikülleri, A549 hücrelerine uygulanarak sitotoksik ve genotoksik etkileri 24 ve 48 saatlik uygulamalar yapılarak tespit edildi. MTT yöntemi ile belirlenen sitotoksisite sonuçlarında LD50 değeri 5 mg/mL olarak saptandı. Komet yöntemi ile belirlenen genotoksisite sonuçlarında ise en yüksek DNA hasarı 3.75 mg/mL konsantrasyonunda görüldü. ZnO nanopartiküllerinin antimikrobiyal aktivitesi belirlenirken Escherichia coli (ATTC 25922), Staphylococcus aureus (ATTC 29213), Candida albicans (ATTC 90028),  Klebsiella pneumoniae (ATTC 700603) ve Salmonella enteritidis (ATTC 13076) mikroorganizma suşları üzerinde disk difüzyon testi kullanıldı. İnhibisyon değerlerinde en düşük konsantrasyonda S. aureus (12.5 mg/mL) ve en yüksek konsantrasyonda C. albicans (30 mg/mL)'a etki gösterdiği belirlendi. Disk difüzyon testinde 15.6-500 mg/mL konsantrasyonları aralığında doz uygulaması yapıldı ve tüm konsantrasyonlarda inhibisyon zonu oluştuğu görüldü.

Elde edilen sonuçlar, M. pulegium L. ekstraktları ve sentezlenen ZnO nanopartiküllerinin antibakteriyel ve antifungal etkileri ve farklı kanser tiplerine karşı alternatif tedavi geliştirilmesinde etkili olabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Mentha pulegium L. plant, which is in the Lamiaceae family, is widely used in traditional medicine and nutrition in daily life. In this study, zinc oxide nanoparticles (ZnO) were synthesized by green synthesis using Mentha pulegium L. extract. Visible Region Spectrophotometer (UV-Vis), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), X-Ray Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) analyzes were performed for the characterization of ZnO nanoparticles. UV-Vis maximum absorbance value of ZnO nanoparticles was determined as 385 nm. In FT-IR analysis, ZnO nanoparticles showed a peak of 464 cm-1. The results obtained in the XRD analysis determined that the nanoparticles were 28.16 nm in size and were found to be compatible with the JCPDS (36-1451) model. The data in the SEM analysis showed that it has a spherical and hexagonal shape. Mentha pulegium L. extract and ZnO nanoparticles were applied to A549 cells and their cytotoxic and genotoxic effects were determined by 24-hour and 48-hour applications. In the cytotoxicity results determined by the MTT method, the LD50 value was 5 mg/mL. In the genotoxicity results determined by the comet method, the highest DNA damage was observed at the concentration of 3.75 mg/mL. The antimicrobial activity of ZnO nanopartiküllerinin were determined that on Escherichia coli (ATTC 25922), Staphylococcus aureus (ATTC 29213), Candida albicans (ATTC 90028),  Klebsiella pneumoniae (ATTC 700603) and Salmonella enteritidis (ATTC 13076) microorganism strains with disc diffusion test. It was determined that the lowest concentration of S. aureus (12.5 mg/mL) and the highest concentration of C. albicans (30 mg/mL) were effective on inhibition values. In the disk diffusion test, doses were applied in the range of 15.6-500 mg/mL concentrations and inhibition zones were observed at all concentrations.

The results show that M. pulegium L. extract and synthesized ZnO nanoparticles can be effective in the development of alternative treatments against antibacterial and antifungal effects and different types of cancer.