Selenyum nano parçacıklarının yeşil sentezi ve anti kanser aktivitesinin incelenmesi
Green synthesis of selenium nano particles and investigation of their anti cancer activity
Yazar: AHMET KÜMÜRCÜ
Danışman: DOÇ. DR. TUBA TARHAN
Mardin Artuklu Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Günümüzde nano teknolojinin gelişmesi ve nanomalzemelerin ön plana çıkmasıyla çevre dostu bitki özütleri kullanılarak yeşil kimya ile elde edilen nano malzemeler önem kazanmıştır. Bu çalışmamızda Mardin ve çevresine has yetişen Cicer arietinum L. desi tipi siyah nohut özütü kullanılarak, antikanser özeliği ile öne çıkan selenyum nanopartiküller (SeNPs) polidopamin yüzeyine indirgendi. Sentezlenen SeNPs ve polidopamin yüzeyine indirgenen SeNPs'in (PDA@SeNPs) parçacık boyutu, morfolojisi ve maksimum absorbans değerleri çeşitli analitik cihazlar kullanılarak aydınlatıldı. Biyonano malzemenin oluşumu ve bitki özütündeki fonksiyonel gruplar FTIR ve EDX kullanılarak kanıtlandı. Ayrıca SeNPs yüzey morfolojisinin küresel olduğu ve polidopamin yüzeyine gömülü halde olduğu SEM görüntüleri ile aydınlatıldı. TEM görüntülerinde partikül boyutu 8 ile 15 nm aralığında olduğu görüldü. Bununla birlikte SeNPs'in maksimum absorbans değeri UV cihazı ile, bitki özütündeki fitokimyasalların kalitatif ve kantitatif analizi LC-MS/MS cihazı ile aydınlatılmış olup nanomalzemenin selenyum içeriği Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi (AAS) ile tespit edildi. Sentezlenen biyonano malzemelerin anti kanser aktivitesi için insan kolon kanseri HTC116 ve meme kanseri MCF-7 hücre hatları kullanıldı. Buna göre MCF-7 hücre hattında, PDA, SeNP, PDA@SeNP ve Cisplatin'in IC50 değerleri sırasıyla 262.46 ± 1.31 µg/mL, 8.49 ± 1.1 µg/mL, 104.63 ± 2.77 µg/mL ve 81.87 ± 2.69 µg/mL'dir. Bu veriler, özellikle SeNP'nin (8.49 ± 1.1 µg/mL) düşük IC50 değeri ile MCF-7 hücre hattında yüksek bir antikanser aktiviteye sahip olduğunu göstermektedir. PDA@SeNP de (104.63 ± 2.77 µg/mL) önemli bir antikanser etki göstermiştir. HCT116 hücre hattında ise, PDA, SeNP, PDA@SeNP ve Cisplatin'in IC50 değerleri sırasıyla 325.50 ± 2.59 µg/mL, 4.63 ± 1.07 µg/mL, 127.57 ± 0.32 µg/mL ve 90.73 ± 3.35 µg/mL'dir. Bu sonuçlar, SeNP'nin (4.63 ± 1.07 µg/mL) HCT116 hücre hattında da yüksek antikanser aktiviteye sahip olduğunu, PDA@SeNP'nin ise (127.57 ± 0.32 µg/mL) önemli bir etkinlik gösterdiğini ortaya koymaktadır. Sonuç olarak, bitki özütü kullanılarak sentezlenen SeNP'ler ve PDA@SeNP'ler hem MCF-7 hem de HCT116 hücre hatlarında belirgin antikanser etkiler göstermiştir. Bu bulgular, çevre dostu sentez yöntemleri ile elde edilen nanomalzemelerin, kanser tedavisinde potansiyel adaylar olabileceğini göstermektedir.

Abstract:
With the development of nanotechnology and the prominence of nanomaterials, green chemistry using environmentally friendly plant extracts to obtain nanomaterials has attracted attention. In this study, selenium nanoparticles (SeNPs) known for their anticancer properties were reduced onto a polydopamine surface using the extract of Cicer arietinum L. desi type black chickpea, which is unique to the Mardin region and its surroundings. The particle size morphology and maximum absorbance values of the synthesized SeNPs and SeNPs reduced onto the polydopamine surface (PDA@SeNPs) were confirmed using various analytical devices. The formation of the bionanomaterial and the functional groups in the plant extract were evidenced using FTIR and EDX. Additionally, SEM images illuminated that the morphology of the SeNPs was spherical and embedded in the polydopamine surface. Furthermore, the particle size was observed to range between 8 and 15 nm using TEM. The maximum absorbance value of the SeNPs was determined using a UV device. The qualitative and quantitative analysis of phytochemicals in the plant extract was elucidated using LC-MS/MS, and the selenium content in the nanomaterial was identified using Atomic Absorption Spectroscopy (AAS). For the anti-cancer activity of the synthesized bionanomaterials, human colon cancer HTC116 and breast cancer MCF-7 cell lines were used. Accordingly, the IC50 values of PDA SeNP, PDA@SeNP, and Cisplatin in the MCF-7 cell line were 262.46 ± 1.31 µg/mL, 8.49 ± 1.1 µg/mL, 104.63 ± 2.77 µg/mL, and 81.87 ± 2.69 µg/mL, respectively. These data indicated that SeNP, particularly with a low IC50 value (8.49 ± 1.1 µg/mL), has high anticancer activity in the MCF-7 cell line. PDA@SeNP also demonstrated significant anticancer effects with an IC50 value of 104.63 ± 2.77 µg/mL. In the HCT116 cell line, the IC50 values of PDA SeNP, PDA@SeNP, and Cisplatin were 325.50 ± 2.59 µg/mL, 4.63 ± 1.07 µg/mL, 127.57 ± 0.32 µg/mL, and 90.73 ± 3.35 µg/mL, respectively. These results reveal that SeNP (4.63 ± 1.07 µg/mL) also has high anticancer activity in the HCT116 cell line, while PDA@SeNP (127.57 ± 0.32 µg/mL) exhibited significant effectiveness. In conclusion, SeNPs and PDA@SeNPs synthesized using plant extracts showed remarkable anticancer effects in both MCF-7 and HCT116 cell lines. These findings suggest that nanomaterials obtained through environmentally friendly synthesis methods could be potential candidates in cancer treatment.