التخليق الحيوي لجسيمات أوكسيد الخارصين النانوية باستخدام مستخلص أوراق السدر: التشخيص ودراسة تأثيراته في ذكور الجرذان المعرضة للأدنين

رسالة ماجستير

اسم الباحث : حيدر حسين عباس

اسم المشرف : أ.د. نرجس هادي السعدي أ.د. عايد حميد حسن

الكلمات المفتاحية :

الكلية : كلية العلوم

الاختصاص : علوم الكيمياء

سنة نشر البحث : 2023

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

الخلاصة

الجسيمات النانوية لأوكسيد الخارصين تمت دراستها على نطاق واسع في العقود الأخيرة وذلك بسبب تطبيقاتها في الطب النانوي بناءً على العوامل الفسيولوجية والكيميائية الحيوية التي تمتلكها وغالبا ما تضاف هذه الجسيمات كمكمل غذائي في اغذية الحيوانات. تهدف هذه الدراسة إلى تخليق وتوصيف جسيمات أوكسيد الخارصين النانوية بالطريقة البايولوجية باستخدام المستخلص النباتي, ثم دراسة تأثيراتها في ذكور الجرذان المعرضة للادنين. التخليق الحيوي لجسيمات أوكسيد الخارصين النانوية (ZnO‐NPs) تم باستخدام المستخلص المائي الخام لأوراق السدر Ziziphus-spina christi ونترات الخارصين سداسي الماء (Zn (NO3)2.6H2O). وسط التفاعل كان عند درجة حرارة 60 مئوية، ودالة حامضية 9. ان التغيير في لون المحلول من الأصفر إلى البني يشير الى تكوين جزيئات أوكسيد الخارصين النانوية. ان جسيمات اوكسيد الخارصين النانوية الناتجة تم تشخيصها باستخدام عدة تقنيات. حيث أظهر طيف الأشعة فوق البنفسجية-المرئية (UV-Vis) قمة عظمى عند 362 نانومتر، وهذا يعد دليلًا واضحا على تكوين ZnO-NPs. بين طيف الاشعة تحت الحمراء (FT-IR) ظهور قمم امتصاص بين 400 و500 سم-1 تعود الى اهتزاز اصرة Zn-O. اما تحليل حيود الأشعة السينية (XRD) فقد اظهرالتركيب Hexagonal-Wurtzite للجسيمات النانوية الناتجة بمتوسط حجم بلوري عند 38.177 نانومتر. وبين فحص المجهري الإلكتروني (TEM) أن الجسيمات النانوية لها شكل كروي وتقع في مدى 35-45 نانومتر، كما أظهرت صور الماسح المجهري الإلكتروني (SEM) الشكل الشبه الكروي للجسيمات النانوية على شكل تجمعات بمتوسط حجم الجسيمات، D1 (39.74 نانومتر)، D2 (42.25 نانومتر)، وD3 (48.19 نانومتر). اضافة الى ذلك، اظهر مجهر القوة الذرية (AFM) عن سطحًا موحدًا مع حبيبات تشبه المخروط تغطي سطح جسيمات اوكسيد الخارصين النانوية. في هذه الدراسة تم استخدام ستة وثلاثين من ذكور الجرذان وقسمت عشوائيا إلى ست مجموعات متساوية (ستة جرذان لكل مجموعة). المجموعة الأولى جرعت فقط بثنائي ميثيل سلفوكسيد عن طريق الفم (5% v/v/day) لمدة 30 يومًا واعتبرت كمجموعة سيطرة، المجموعة الثانية جرعت بمادة الأدينين عن طريق الفم (100 mg/Kg. Bw/day) لمدة 30 يومًا ، المجموعة الثالثة تم اعطائها مستخلص أوراق السدر (10 mg/Kg. Bw/day) لمدة 30 يومًا، المجموعة الرابعة أعطيت ZnO‐NPs ((10 mg/Kg. Bw/day لمدة 30 يومًا، المجموعة الخامسة تم إعطائها جرعة من الأدينين مع جرعة من مستخلص أوراق السدر لمدة 30 يومًا ، كذلك المجموعة السادسة والأخيرة تلقت جرعة مشتركة من الأدينين و ZnO-NPs لمدة 30 يومًا. بعد نهاية 30 يوما، تم قياس وظائف الكلية (حامض اليوريك، اليوريا والكرياتينين) ووظائف الكبد (ALT، AST و ALP). كذلك تم قياس مستويات مضادات الأكسدة (TAC, CAT, SOD, GSH, MDA وNO ). بالإضافة الى ذلك، تم دراسة التغيرات النسيجية المرضية لكل من الكلى والكبد لدى الجرذان. أظهرت النتائج ان كل من مستخلص أوراق السدر وجسيمات اوكسيد الخارصين النانوية بجرعة 10) (mg/Kg.Bw/day لها تأثيرات فعالة ضد التعرض للأدينين، وهذا ما أكده تحسن النمو في ذكور الجرذان إضافة الى الانخفاض المعنوي في مؤشرات وظائف الكلى والكبد (حامض اليوريك، اليوريا، الكرياتينين ، ALT، AST ALP) بعد اعطائها الجرعة اعلاه مقارنة بالجرذان المعرضة للأدينين (P ≥ 0.05). كما تم ملاحظة ان هناك ارتفاع كبير في مستويات مضادات الأكسدة SOD وCAT وTAC وGSH بالتوافق مع الانخفاض في مستويات كل من MDA و NO في كلا مجموعتي المعالجة (الخامسة والسادسة) عند مقارنتها بجرذان مجموعة الأدينين. اضافة الى ذلك, كان هناك تحسن ملحوظ في التغيرات النسيجية لكل من الكلى والكبد بالمقارنة مع مجموعة جرذان الأدينين. بناءا على هذه النتائج يمكن الاستنتاج، أن جسيمات أوكسيد الخارصين النانوية ومستخلص اوراق السدر لها تأثيرات فعالة لدى ذكور الجرذان المعرضة للأدنين، مما يعني أنه يمكن استخدامها بشكل آمن ضد تلف الكلية والكبد الناجم من تأثير المواد السمية، حيث لم يلاحظ أي آثار ضارة في أنسجة الكلية والكبد، مما يشير إلى أنها قد تكون مضادات قوية للأكسدة والالتهابات والتسمم وفعالة للاستخدام في التطبيقات الطبية الحيوية.

Biosynthesis of Zinc Oxide Nanoparticles Ziziphus-spina christi Leaves Extract: Characterization and Their Effects in Male Rats Exposed to Adenine

Abstract

Zinc oxide nanoparticles (ZnO‐NPs) have been widely studied in recent decades due to their nano-medicine applications based on the physiological and biochemical agents often added as a food supplement in animal diets. This study aimed to synthesis and characterization of (ZnO‐NPs) by the biological method using the plant extract and then investigated its effects in adenine-exposed male rats. Biosynthesized ZnO‐NPs were synthesized using the crude aqueous extract of Ziziphus-spina christi leaves and zinc nitrate hexahydrate (Zn(NO3)2.6H2O). The reaction medium was maintained with a temperature of 60 ◦C and a pH of 9. The change of color from yellow to brown indicates the production of ZnO-NPs. The produced ZnO‐NPs were characterized using several techniques. Ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrum showed the maximum peak at 362 nm, this was strong evidence for the forming of ZnO-NPs. Fourier Transform-Infra Red (FT-IR) spectrum revealed the appearance of absorption peaks between 400 and 500 cm-1 returned to Zn-O bonding. X-ray diffraction (XRD) analysis revealed that the hexagonal Wurtzite structure for nanoparticles with an average crystallite size was 38.177 nm. Transmission electron microscopy (TEM) showed that nanoparticles had a spherical shape and fell in the range of 35 – 45 nm in diameter, also the images of scanning electron microscope (SEM) showed the semispherical shape and these particles are in a highly agglomerated form with an average particle size was ranged at diameter: D1 (39.74 nm), D2 (42.25 nm), and D3 (48.19 nm). Finally, atomic force microscopy (AFM) displays a uniform surface with cone-like grains covering the surface of ZnO-NPs, and the surface roughness in the range of 42 to 45 nm. Thirty-six male rats were used in this study and divided randomly into six equal groups (six rats each). Group-I received orally dimethyl sulfoxide (5% v/v/day) alone for 30 days and served as the control group, group-II administrated adenine orally (100 mg/Kg. Bw/day) for 30 days, group III received Ziziphus-spina christi leaves extract (10 mg/Kg. Bw/day) for 30 days, group-IV was administrated ZnO‐NPs (10 mg/Kg. Bw/day) for 30 days, group-V was co-administrated adenine (100 mg/Kg. Bw/day) plus Ziziphus-spina christi leaves extract (10 mg/Kg. Bw/day) for 30 days and the last group-VI received the adenine combined with ZnO‐NPs in the same previous doses for 30 days. At the end of the experiment, the kidney function tests (uric acid, urea, and creatinine) and liver function tests (alanine aminotransferase ALT, aspartate aminotransferase AST and alkaline phosphatase ALP) were determined. Antioxidant status (superoxide dismutase SOD, catalase CAT, total antioxidant capacity TAC, and reduced glutathione GSH) and oxidative stress (Malondialdehyde MDA and nitric oxide NO) were performed. Furthermore, histopathological alterations of kidney and liver tissues were investigated. In vivo of this study, the synthesized ZnO-NPs and Ziziphus-spina christi leaves extract at a dose (10 mg/Kg. Bw) were exhibited the potential effects against adenine-exposed male rats, these confirmed by ameliorative growth rats and the significant decreases in kidney and liver function parameters, uric acid, urea, creatinine, ALT, AST, and ALP in comparison to adenine exposed rats (P ≤ 0.05). Significant elevation was also demonstrated in antioxidants levels SOD, CAT, TAC, and GSH associated with depletion in oxidative stress MDA and NO in both treatment groups fifth and sixth when compared to adenine group rats. Moreover, there were improvements in the marked histological changes of the kidney and liver by comparing with the adenine group. In conclusion, Ziziphus-spina christi leaves extract and ZnO-NPs have ameliorative effects against adenine-exposed male rats, implying that they may be used safely against kidney and liver damage, and no significant effects were observed in normal renal and hepatocyte tissues, indicating that they may be powerful antioxidant, anti-inflammatory, and antitoxic agents for biomedical applications.