עבודה זו מתארת פרוטוקול לסינתזה ירוקה של ננו-חלקיקי מגנזיום באמצעות תמצית הצמח Stryphnodendron adstringens , מין מהסוואנה הניאוטרופית המקומית, ולאחר מכן שילובם והערכתם בנוסחת סרום קוסמטית.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
עבודה זו מתארת פרוטוקול לסינתזה ירוקה של ננו-חלקיקי מגנזיום באמצעות תמצית הצמח Stryphnodendron adstringens , מין מהסוואנה הניאוטרופית המקומית, ולאחר מכן שילובם והערכתם בנוסחת סרום קוסמטית.
מחקר זה מתאר פרוטוקול לסינתזה ירוקה של ננו-חלקיקים מבוססי מגנזיום באמצעות תמציות אתנול של Stryphnodendron adstringens, מין צמח יליד הסוואנה הניאוטרופית, ושילובם בנוסחאות ננו-פיטוקוסמטיות. ההליך כולל איסוף והכנת חומר מהצומח, ואחריו הפקת אתנול, שבה פיטוכימיקלים פועלים כסוכני חיזור ומייצבים ליוני מגנזיום. ננו-חלקיקים מסונתזים בתנאים מבוקרים באמצעות מגנזיום כלוריד ותמציות צמחים, מה שמאפשר תהליך ידידותי לסביבה ללא חומרים מפחיתים רעילים. תכונות ננו-חלקיקים מאופיינות באמצעות פיזור אור דינמי ומיקרוסקופ כוח אטומי להערכת התפלגות הגודל, המורפולוגיה וההתנהגות הקולואידית. הפרוטוקול מתאר עוד את שילוב הננו-חלקיקים המסונתזים בנוסחת סרום קוסמטית. היציבות מוערכת בתנאי אחסון מבוקרים על ידי ניטור תכונות אורגנולפטיות, pH וצמיגות. שיטה זו מספקת גישה ניתנת לשחזור וברת קיימא לייצור ננו-חלקיקי מגנזיום המתווכים על ידי צמחים ולהערכת יישומם בפורמולציות קוסמטיות.
תחום הפיטוגאוגרפיה של סראדו, שמרכיב את תצורת הסוואנה הניאוטרופית הגדולה ביותר בדרום אמריקה, מייצג את אזור הסוואנה הטרופית המגוון ביותר בעולם. מערכת אקולוגית זו מכילה אלפי מיני צמחים עשירים במטבוליטים משניים כגון פלבונואידים, פוליפנולים, טרפנים וחומצות פנוליות, שרבים מהם מתועדים על פעילויות נוגדי חמצון, אנטי-דלקתיות ופוטופרוטקטיביות המעניינות את תעשיות הקוסמטיקה והתרופות 1,2,3,4 . פיטוכימיקלים אלו משולבים באופן נרחב כמרכיבים פעילים בעלי ערך גבוה בנוסחאות קוסמטיות פונקציונליות. בנוסף לפעילותם הביולוגית, קבוצות הפונקציונליות של הידרוקסיל וקרבוניל הקיימות בפוליפנולים ופלבונואידים רבים מאפשרות להן לפעול כסוכני חיזור ומייצב טבעיים ליוני מתכת בתמיסה 5,6. תכונה כימית זו נחקרת יותר ויותר בננוטכנולוגיה ירוקה לסינתזה של ננו-חלקיקי מתכת, ומייצגת הזדמנות מבטיחה אך לא נחקרה לפיתוח פורמולות קוסמטיות ברות קיימא שמקורן במגוון ביולוגי ניאוטרופי 2,3,4,5,6.
באופן מסורתי, ננו-חלקיקים (NPs) יוצרו בשיטות מלמעלה למטה, שבהן חומרים בתפזורת מפורקים לחלקיקים בגודל ננומטרי באמצעות שיטות פיזיקליות כמו אבלציה בלייזר או ספטרינג, ושיטות מלמטה למעלה, שבהן NPs נבנים מיחידות קטנות יותר באמצעות מסלולים כימיים או ביולוגיים7. בעוד ששיטות כימיות ופיזיקליות יעילות, הן לעיתים קרובות מתבססות על תגובות רעילות, צריכת אנרגיה גבוהה וציוד מורכב. דבר זה הוביל לעליית גישות כימיה ירוקה, המדגישות קיימות, ידידותיות לסביבה ובטיחותבייצור ננו-חומרים.
במסגרת זו, סינתזה ירוקה של NPs זכתה לתשומת לב רבה. היכולת של פיטוכימיקלים צמחיים לפעול בו-זמנית כסוכנים מפחיתים, מייצבים ומכבידים, המאפשרת סינתזה יעילה של NPs של מתכות ומתכת אוקסיד, בשילוב עם מגבלות שיטות קונבנציונליות, הדורשות ציוד מיוחד, תנאים קיצוניים ומייצרות פסולת רעילה, מצדיקה פיתוח פרוטוקול סינתזה ירוק הפועל בתנאים מתונים, היא ניתנת להרחבה. ואינו מייצר תוצרי לוואימסוכנים 6,7,8,9. מבין חלקיקי חמצת המתכת שנחקרו באסטרטגיה זו, ננו-חלקיקי מגנזיום (MgNPs) מציגים יתרונות משמעותיים על פני ננו-חלקיקי כסף (AgNPs) וננו-חלקיקי תחמוצת אבץ (ZnO NPs), שכן MgNPs אינם מראים נטייה להצטברות ביולוגית, מציגים ציטוטוקסיות נמוכה יותר בתאים אנושיים, ומוכרים על ידי מנהל המזון והתרופות של ארצות הברית (FDA) כחומרים בטוחים בדרך כלל ליישומים אנושיים10. 11. בנוסף, MgNPs המסונתזים באמצעות תמציות צמח Cerrado צפויים לשלב את התכונות נוגדי החמצון והאנטיבקטריאליות של מגנזיום עם הפיטוכימיקלים הביואקטיביים הנמצאים בתמצית, ובכך לשפר את ערכם הפונקציונלי האסתטי בהשוואה למקבילות מסונתזות קונבנציונליות10.
בתעשיית הקוסמטיקה, יישום הננוטכנולוגיה חולל מהפכה בפיתוח מוצרים על ידי שיפור אספקת המוצרים, היציבות והיעילות של הרכיבים הפעילים11. NPs יכולים לחדור עמוק יותר לעור, לספק שחרור מבוקר ולהגן על תרכובות רגישות מפני התפרקות, מה שהופך אותם לבעלי ערך רב לנוסחאות המתמקדות בהזדקנות העור, פיגמנטציה, אקנהוהגנה מפני השמש. למרות היתרונות המתועדים הללו, הסינתזה הירוקה של MgNPs באמצעות צמחים מקומיים מסוואנות ניאוטרופיות כסוכני חיזור ליישומים קוסמטיים נותרה ברובה לא נחקרה וחסרה סטנדרטיזציה מתודולוגית, בניגוד למה שדווח רבות על צמחים מאסיה, אפריקה ואירופה 11,12,13,14. רוב המחקרים הקיימים מעניקים תשומת לב מוגבלת לשילוב NPs בנוסחאות קוסמטיות פונקציונליות וליציבותן בתנאי אחסון מבוקרים 11,14,15. הפרוטוקול הנוכחי מסייע למלא את הפער המתודולוגי הזה על ידי שילוב, בשיטה אחת וניתנת לשחזור, את הסינתזה הירוקה של MgNPs מצמחייה ניאוטרופית, את שילובם בסרום פנים ננו-פיטוקוסמטי, והערכה מקיפה של יציבותם הפיזיקוכימית והתפקודית.
המטרה הכוללת של פרוטוקול זה היא לתאר מתודולוגיה סטנדרטית, ניתנת לשחזור וניתנת להרחבה לסינתזה ירוקה של MgNPs באמצעות Stryphnodendron adstringens, צמח יליד הסוואנות הניאוטרופיות של סראדו, כסוכן מפחית ומייצב, ובכך לנצל את תכונותיו הביואקטיביות הפנימיות בנוסחת סרום פנים. פיתוח MgNPs מסונתזים מ-S. adstringens ליישומים מקומיים בבני אדם מהווה פורמולציה ננו-חדשה המוגנת כיום תחת בקשת פטנט ברזילאי (BR 10, 2025 015416 1). העיצוב הניסויי המוצע מייצג גישה בת-קיימא וביוקומפטיבית לייצור NP, תוך הימנעות משימוש בסוכנים מפחיתים רעילים הנפוצים בסינתזת NP קונבנציונלית, תוך הקלה על שילוב פיטוכימיקלים עם פעילות ביולוגית פוטנציאלית. פרוטוקול זה מתאים במיוחד לחוקרים המחפשים שיטות ידידותיות לסביבה לייצור ננו-חלקיקים ליישומים קוסמטיים, פרמצבטיים או ביו-רפואיים, במיוחד כאשר קיימות תמציות צמחיות עשירות בפלבנואידים ופוליפנולים. מכיוון שתרכובות אלו פועלות כסוכנים טבעיים להפחתת ומייצב, ניתן להתאים את הפרוטוקול בקלות למינים צמחיים אחרים עם פרופילים פיטוכימיים דומים, מה שמאפשר יישומו בצמחייה מקומית מאזורים ביוגאוגרפיים שונים בהתאם לזמינות המקומית של חומר צמחי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. חומר צמחי

2. הכנת תמצית
הערה: כל ההליכים הכוללים חומרים מסוכנים בוצעו בהתאם להנחיות בטיחות כימיות מוכרות בינלאומית18.
3. הערכת פעילות נוגדי חמצון

4. ניתוח קיום תאים
5. סינתזה ירוקה של ננו-חלקיקי מגנזיום
6. אפיון ננו-חלקיקים
7. ניסוח ננו-פיטוקוסמטיקה
8. הערכת יציבות קוסמטית
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תהליך הייבוש של קליפת הצמח הוא שלב קריטי בשימור תרכובות ביואקטיביות ובהבטחת יישומן בתעשיות המזון, התרופות והקוסמטיקה. לעומת זאת, ייבוש לא מספק עלול לגרום להכהות מופרזת, אובדן ארומה, זיהום מיקרוביאלי ופירוק של תרכובות ביואקטיביות, ובכך לפגוע באיכות הקליפה הגולמית. טבלה 1 מסכמת את הקריטריונים המשמשים להבחנה בין חומר צמחי מיובש כראוי או לא נכון.
יחד, גורמים אלו מדגישים כי ייבוש מספק אינו רק טכניקת שימור אלא גורם מכריע בשמירה על הערך הפונקציונלי ו...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הפרוטוקול המוצג כאן מתאר תהליך שכפול לסינתזה ירוקה של MgNPs באמצעות תמצית S. adstringens ושילובם בנוסחת סרום ננו-פיטוקוסמטית. מספר שלבים קריטיים להבטחת תוצאות אמינות. ראשית, יש לתקן בקפידה איסוף ותיעוד חומרי צמחים, כולל רישום מדויק של קואורדינטות גאוגרפיות, תנאי סביבה ושלב פנולוגי, שכן שונות בפיזיולוגיה של הצמח ותכולת מטבוליטים משנית יכולה להשפיע ישירות על הרכב התמצית, ולכן על יעילות הפחתת וייצוב NP16,17.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים שאין ניגוד עניינים. מקורות המימון לא היו מעורבים בתכנון המחקר, איסוף הנתונים, הניתוח, הפרשנות או ההחלטה לפרסם את התוצאות.
המחברים רוצים להודות לאוניברסידאדה הקתולית דום בוסקו ולאוניברסידאדה הקתולית ברזיליה על תמיכתן במהלך בניית העבודה הזו. עבודה זו נתמכה גם על ידי Conselho Nacional de Pesquisa (CNPq), Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF), Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP), ו-Fundação de Apoio à Pesquisa do Mato Grosso do Sul (FUNDECT).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| לוחות 96 בארות | סיגמא-אלדריץ' | M0812 | בדיקות תאים |
| בנזיל אלכוהול & חומצה דהדרואצטית | סיגמא-אלדריץ' | 1,09,626 | חומר משמר |
| צינורות צנטריפוגה (15 מ"ל / 50 מ"ל) | פלקון (קורנינג) | 430766 | טיפול בדגימות |
| חומצה ציטרית | סיגמא-אלדריץ' | C0759 | התאמת pH |
| חממת CO2 | תרמופישר סיינטיפיק | 3110 | חממת CO2 המשמש לתרבות תאים |
| חומר מסנן כותנה | ספק מקומי | LH R/260 | סינון |
| דסיקטור | מרק | BAF424002141 | ייבוש |
| DPPH (2,2-דיפניל-1-פיקרילהידראזיל) | סיגמא-אלדריץ' | D9132 | בדיקת נוגדי חמצון |
| תנור ייבוש | Nova & Eacute; טיקה | 400/5NDR | תנור לייבוש חומר צמחי |
| תנור קל | סולידסטיל | SSE-85L | תנור המשמש לבדיקות יציבות קוסמטיות |
| בקבוקי ארלנמאייר 1000 מ"ל | וידרולבור | 76200B01000 | חילוץ |
| אתנול (98%) | דינמיקה-קימיקה עכשווית | עמ' 10.0051.015.36 | ממס חילוץ |
| סרום בקר עוברי (FBS) | גיבקו (תרמו פישר) | ES-009-C | תוספת |
| מקפיא | גלופאר | GTPC-575 | מקפיא המשמש לבדיקות יציבות |
| גליצרין | בוטיקה בוטניקה | TBV084.003904.086 | חומר לחות |
| חומצה היאלורונית (משקל מולקולרי נמוך) | בוטיקה בוטניקה | J201220136 | סוכן הידרציה |
| חומצה כלורית (HCl) | סיגמא-אלדריץ' | 1,00,317 | מסיסות MTT |
| הידרוקסיאתילצלולוז (HEC) | בוטיקה בוטניקה | AH230641697 | מעבה |
| איזופרופנול | סיגמא-אלדריץ' | 100995 | מסיסות MTT |
| טחנת הסכינים | 7LAB | 920Willye 4× 4 להבים | טחינת עלים, שורשים, זרעים ופקעות |
| מגנזיום כלוריד (MgCl2) | סיגמא-אלדריץ' | 1,01,872 | סינתזת ננו-חלקיקים |
| Magnetic stirrer– פלטת חימום | איקה | 5030000 | מיקסינג |
| מתנול | סיגמא-אלדריץ' | 900641 | בדיקת DPPH |
| דפי מיקה | תרמופישר סיינטיפיק | NC9655733 | הכנה ל-AFM |
| קורא מיקרופלט | תרמופישר סיינטיפיק | Multiskan GO 1510-03581 | קורא מיקרופלט |
| מגיב MTT | סיגמא-אלדריץ' | CT01-5 | בדיקת כחיות תאים |
| תאי NHDF | BCRJ | 0089 | פיברובלסטים דרמליים אנושיים |
| ניאצינמיד | בוטיקה בוטניקה | 211847 | מרכיב פעיל |
| תנור | טרמו סיינטי | PR305225M | ייבוש |
| פניצילין– סטרפטומיצין | גיבקו (תרמו פישר) | 15140122 | אנטיביוטיקה |
| מד pHm | דיג'ימד | DM-220 | משמש למונוטורינג pH בבדיקות יציבות |
| פיפטות וטיפים | אפנדורף | 30078551 | טיפול בנוזלים |
| מים מזוקקים / מטוהרים | מרק (מילי-קיו) | ZIX7010T0C | שימוש כללי |
| מקרר | מטאלפריו | VB40W | מקרר המשמש לבדיקות יציבות |
| ויסקומטר סיבובי | נובוטסט | VISC-5SA | משמש למדידת צמיגות במבחני יציבות |
| RPMI-1640 בינוני | גיבקו (תרמו פישר) | 11875093 | תרבית תאים |
| קנה מידה | BEL Engeneering | HPBG-2285 | משקל לשקילת חומרים |
| מיקרוסקופ סורק | שימדזו | SPM-9700HT | AFM, מיקרוסקופ גלאי סורק |
| נתרן הידרוקסיד (NaOH) | דינמיקה-קימיקה עכשווית | עמוד 10.0594.024.00 | התאמת pH |
| ספקטרופוטומטר | תרמופישר סיינטיפיק | A51119700C | ספיגה |
| ויטמין C (חומצה אסקורבית) | סיגמא-אלדריץ' | PHR1008 | שליטה חיובית |
| Zetasizer Pro | מלוורן אנליטי | Zetasizer Pro | לפיזור אור דינמי וגודל זטה |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה