Plantago lanceolata L. (sinir otu) su ekstraktı ile demir nanopartiküllerin (FeNPs) sentezlenmesi, kongo red boya giderimi ve biyolojik aktivitesinin belirlenmesi

Abstract

Bu çalışmada, yeşil sentez metodu ile Plantago lanceolata L. su ekstraktından demir nanopartikül sentezlenmiştir. Yeşil sentez metodu ile sentezlenen SOE@FeNP'nin yapısal, morfolojik ve optik özellikleri UV-Vis, FTIR, XRD, SEM, EDX, TEM ve DLS gibi analizler ile karakterize edilmiştir. Sentezlenen NP'lerin karakterizasyon çalışmasında boyutları değişiklik göstermekle birlikte ortalama 8 nm boyutunda kübik bir yapıya sahip olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen SOE@FeNP'nin Kongo kırmızı boya degredasyonunda etkinliğinin belirlenmesi için farklı başlangıç boya konsantrasyonu, farklı başlangıç adsorbanı, farklı pH ve iki farklı sıcaklık ile çalışma yapılmıştır. Optimum adsorbsiyon şartlarının belirlendiği çalışmada, en yüksek boya adsorbsiyonunun pH 8'de, 25 ℃'de 50 ppm başlangıç boya kontrasyoununda 15 mg SOE@NP'ler ile olduğu bulunmuştur. Bu şartlar altında nanopartikülün % 99,9 oranında boya adsorblama kapasitesine sahip olduğu belirlenmiştir. 1000 µg/mL konsantrasyonda SOE@FeNP ve Plantago lanceolata L. ekstraktının A549 kanser hücre hattında kontrole karşı nanopartikül ve bitki ekstraktının antikanser aktivitesi sırasıyla % 71,8 - % 84,4 oranında bulunurken 500 µg/mL konsantrasyonda sırasıyla % 65,6 - % 82 oranlarında belirlenmiştir. Plantago lanceolata L. ekstraktının SH SY5Y hücre hattına karşı 1000 µg/mL ve 500 µg/mL konsantrasyonlarda hücre canlılığı % 83,3 - % 73,8 aralığında nörotoksisite etkisi göstermiştir. SOE@FeNP'nin SH-SY5Y hücre hattına karşı 1000 µg/mL ve 500 µg/mL konsantrasyonlarda % 12,4 - % 28,9 nörotoksisite aktivitesi göstermemiştir. Plantago lanceolata L. bitki ekstraktının DPPH giderim aktivitesi % 78,86 ± 0,65 ve SEO@FeNP'nin DPPH giderim aktivitesi % 89,79 ± 0,21 olarak hesaplanmıştır. Plantago lanceolata L. bitki ekstraktının metal şelatlama aktivitesi % 13,52 ± 0,98 ve SEO@FeNP'nin metal şelatlama aktivitesi % 74,40 ± 0,79 olarak hesaplanmıştır. Antimikrobiyal aktivitede SOE@FeNP; Plantago lanceolata L. bitki ekstraktına göre daha yüksek bir etkinlik gösterdiği tespit edilmiştir. Sonuç olarak sentezlenen demir nanopartiküllerin yüksek oranda boya adsorblama kapasitesine sahip olduğunu, antikanser, antioksidan ve antimikrobiyal gibi biyolojik aktiviteye sahip olduğu ortaya konulmuştur.

In this study, iron nanoparticle was synthesized from Plantago lanceolata L. water extract by green synthesis method. The structural, morphological and optical properties of SOE@FeNP synthesized by the green synthesis method were characterized by analyzes such as UV-Vis, FTIR, XRD, SEM, EDX, TEM, DLS. In the characterization study of the synthesized NPs, though their dimensions vary, it was determined that it has a cubic structure with an average size of 8 nm. In order to determine the effectiveness of the obtained SOE@FeNP on Congo red dye degradation, a study was conducted with different initial dye concentration, different initial adsorbent, different pH and two different temperatures. In the study in which optimum adsorption conditions were determined, it was found that the highest dye adsorption was with 15 mg SOE@NPs at pH 8, at 25 °C at 50 ppm initial dye contrast. Under these conditions, it has been determined that the nanoparticle has a dye adsorption capacity of 99,9 %. While the anticancer activity of nanoparticle and plant extract was found to be 71,8 % - 84,4 % respectively at a concentration of 1000 µg/mL, SOE@FeNP and Plantago lanceolata L. extract against control in A549 cancer cell line, it was determined at a concentration of 500 µg/mL in the ratio of 65,6 % -82 %, respectively. Cell viability of Plantago lanceolata L. extract against the SH-SY5Y cell line at concentrations of 1000 µg/mL and 500 µg/mL showed a neurotoxicity of 83,3 % - 73,8 %. SOE@FeNP did not show neurotoxicity activity of 12,4 % - 28,9 % against SH-SY5Y cell line at 1000 µg/mL and 500 µg/mL concentrations. DPPH removal activity of Plantago lanceolata L. plant extract was calculated as 78,86 ± 0,65 % and DPPH removal activity of SEO@FeNP as 89,79 ± 0,21 %. The metal chelation activity of Plantago lanceolata L. plant extract was 13,52 ± 0,98 % and the metal chelation activity of SEO@FeNP was 74,40 ± 0,79 %. In antimicrobial activity, SOE@FeNP was found to have a higher efficacy than Plantago lanceolata L. plant extract. As a result, it has been shown that the synthesized iron nanoparticles have high dye adsorption capacity and have biological activity such as anticancer, antioxidant and antimicrobial.