Praca ta opisuje protokół do zielonej syntezy nanocząstek magnezu przy użyciu ekstraktu roślinnego Stryphnodendron adstringens , gatunku z rodzimej sawanny neotropikalnej, a następnie ich włączenie i ocenę w formulacji surowicy kosmetycznej.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Praca ta opisuje protokół do zielonej syntezy nanocząstek magnezu przy użyciu ekstraktu roślinnego Stryphnodendron adstringens , gatunku z rodzimej sawanny neotropikalnej, a następnie ich włączenie i ocenę w formulacji surowicy kosmetycznej.
Niniejsze badanie opisuje protokół zielonej syntezy nanocząstek na bazie magnezu przy użyciu ekstraktów etanolowych z adstringenów Stryphnodendron, gatunku rośliny pochodzącego z neotropikalnej sawanny, oraz ich włączenie do formuł nanofitokosmetycznych. Procedura obejmuje zbieranie i przygotowanie materiału roślinnego, a następnie ekstrakcji etanolem, w której fitochemikalia działają jako środki redukcyjne i stabilizujące jony magnezu. Nanocząstki są syntetyzowane w kontrolowanych warunkach, z użyciem chlorku magnezu i ekstraktów roślinnych, co umożliwia przyjazny środowisku proces bez użycia toksycznych środków redukcyjnych. Właściwości nanocząstek charakteryzuje się za pomocą dynamicznego rozpraszania światła oraz mikroskopii siły atomowej w celu oceny rozkładu rozmiarów, morfologii i zachowania koloidalnego. Protokół opisuje ponadto włączenie syntetyzowanych nanocząstek do formuły surowicy kosmetycznej. Stabilność ocenia się w warunkach kontrolowanego przechowywania poprzez monitorowanie właściwości organoletycznych, pH i lepkości. Metoda ta zapewnia powtarzalne i zrównoważone podejście do produkcji roślinnych nanocząstek magnezu oraz oceny ich zastosowania w preparatach kosmetycznych.
Fitogeograficzna domena Cerrado, która obejmuje największą neotropikalną formację sawanny w Ameryce Południowej, stanowi najbardziej bioróżnorodny region tropikalnej sawanny na świecie. Ten ekosystem kryje tysiące gatunków roślin bogatych w metabolity wtórne, takie jak flawonoidy, polifenole, terpeny i kwasy fenolowe, z których wiele wykazuje udokumentowane działanie antyoksydacyjne, przeciwzapalne i fotoprotekcyjne, interesujące dla przemysłu kosmetycznego i farmaceutycznego 1,2,3,4 . Fitochemikalia te są szeroko wykorzystywane jako wartościowe składniki aktywne w funkcjonalnych preparatach kosmetycznych. Oprócz aktywności biologicznej, grupy funkcyjne hydroksylu i karbonylu obecne w wielu polifenolach i flawonoidach umożliwiają im działanie jako naturalne środki redukujące i stabilizujące jony metali w roztworze 5,6. Ta właściwość chemiczna jest coraz częściej badana w zielonej nanotechnologii do syntezy nanocząstek metali, co stanowi obiecującą i niedostatecznie wykorzystaną szansę na opracowanie zrównoważonych formuł kosmetycznych pochodzących z neotropikalnej bioróżnorodności 2,3,4,5,6.
Tradycyjnie nanocząstki (NP) powstawały metodą podejścia odgórnego, w którym materiały masowe rozkładano na nanocząstki za pomocą metod fizycznych, takich jak laserowa ablacja czy sputtering, oraz podejścia oddolne, gdzie NP budowane są z mniejszych jednostek przy użyciu dróg chemicznych lub biologicznych7. Chociaż metody chemiczne i fizyczne są skuteczne, często opierają się na toksycznych odczynnikach, wysokim zużyciu energii i złożonym sprzęcie. To doprowadziło do rozwoju podejść zielonej chemii, które kładą nacisk na zrównoważony rozwój, przyjazność dla środowiska i bezpieczeństwo w produkcji nanomateriałów6.
W tym kontekście zielona synteza NP zyskała znaczną uwagę. Zdolność fitochemikaliów roślinnych do jednoczesnego działania jako środki redukujące, stabilizujące i pokrywające, umożliwiając efektywną syntezę metali i tlenku metalu NP, w połączeniu z ograniczeniami konwencjonalnych metod, które wymagają specjalistycznego sprzętu, ekstremalnych warunków i generują toksyczne odpady, uzasadnia opracowanie protokołu zielonej syntezy działającego w umiarkowanych warunkach i jest skalowalna. i nie produkuje niebezpiecznych produktówubocznych 6,7,8,9. Wśród NP tlenku metalu badanych w tej strategii, nanocząstki magnezu (MgNP) oferują istotne przewagi nad nanocząstkami srebra (AgNP) i nanocząstkami tlenku cynku (ZnO NP), ponieważ MgNP nie wykazują tendencji do bioakumulacji, wykazują niższą cytotoksyczność w komórkach ludzkich i są uznawane przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) za ogólnie bezpieczne substancje dla ludzi10, 11. Dodatkowo, MgNP syntetyzowane z ekstraktów roślinnych Cerrado mają łączyć właściwości antyoksydacyjne i antybakteryjne magnezu z bioaktywnymi fitochemikaliami obecnymi w ekstrakcie, zwiększając tym samym ich kosmetyczną wartość funkcjonalną w porównaniu do konwencjonalnie syntetyzowanychodpowiedników 10.
W przemyśle kosmetycznym zastosowanie nanotechnologii zrewolucjonizowało rozwój produktów, poprawiając dostarczanie, stabilność i skuteczność składników aktywnych11. NP mogą przenikać głębiej w skórę, zapewniać kontrolowane uwalnianie i chronić wrażliwe związki przed degradacją, co czyni je bardzo cennymi w formułach skierowanych na starzenie się skóry, pigmentację, trądzik i ochronę przed słońcem10. Pomimo tych udokumentowanych zalet, zielona synteza MgNP wykorzystujących rodzime rośliny z sawann neotropikalnych jako środków redukcyjnych do zastosowań kosmetycznych pozostaje w dużej mierze niezbadana i brakuje jej standaryzacji metodologicznej. w przeciwieństwie do powszechnie zgłaszanych informacji o roślinach z Azji, Afryki i Europy 11,12,13,14. Większość istniejących badań poświęca ograniczoną uwagę włączeniu NP do funkcjonalnych formuł kosmetycznych oraz ich stabilności w warunkach kontrolowanego przechowywania 11,14,15. Obecny protokół pomaga wypełnić tę lukę metodologiczną, integrując w jednej, powtarzalnej metodologii zieloną syntezę MgNP z neotropikalnej flory, ich włączenie do nanofitokosmetycznej surowicy twarzy oraz kompleksową ocenę ich stabilności fizykochemicznej i funkcjonalnej.
Głównym celem tego protokołu jest opisanie standaryzowanej, powtarzalnej i skalowalnej metodologii zielonej syntezy MgNP z wykorzystą adstringenów Stryphnodendron, rośliny rodzimej dla sawann neotropikalnych Cerrado, jako czynnika redukującego i stabilizującego, wykorzystując tym samym jej wewnętrzne właściwości bioaktywne w formulacji surowicy twarzy. Rozwój MgNP syntetyzowanych z adstringenów S. do zastosowań miejscowych u ludzi stanowi nowatorską nanoformułę obecnie chronioną na podstawie brazylijskiego zgłoszenia patentowego (BR 10 2025 015416 1). Proponowany projekt eksperymentalny stanowi zrównoważone i biokompatybilne podejście do produkcji NP, unikające stosowania toksycznych środków redukcyjnych powszechnie stosowanych w konwencjonalnej syntezie NP, jednocześnie ułatwiając włączenie fitochemikaliów o potencjalnej aktywności biologicznej. Protokół ten jest szczególnie odpowiedni dla badaczy poszukujących przyjaznych środowisku metod wytwarzania nanocząsteczek do zastosowań kosmetycznych, farmaceutycznych lub biomedycznych, zwłaszcza gdy dostępne są ekstrakty roślinne bogate w flawonoidy i polifenole. Ponieważ związki te działają jako naturalne środki redukujące i stabilizujące, protokół ten można łatwo dostosować do innych gatunków roślin o podobnych profilach fitochemicznych, co pozwala na zastosowanie do rodzimej flory z różnych regionów biogeograficznych w oparciu o lokalną dostępność materiału roślinnego.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
1. Materiał roślinny

2. Przygotowanie ekstraktu
UWAGA: Wszystkie procedury z wykorzystaniem materiałów niebezpiecznych były przeprowadzane zgodnie z międzynarodowo uznanymi wytycznymi dotyczącymi bezpieczeństwa chemicznego18.
3. Ocena aktywności przeciwutleniającej

4. Analiza żywotności komórek
5. Zielona synteza nanocząsteczek magnezu
6. Charakterystyka nanocząsteczek
7. Formułowanie nanofitokosmetyku
8. Ocena stabilności kosmetyku
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Proces suszenia kory roślinnej jest kluczowym etapem w zachowaniu związków bioaktywnych i zapewnieniu ich przydatności w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i kosmeceutycznym. Z kolei niewłaściwe suszenie może prowadzić do nadmiernego ciemnienia, utraty aromatu, kontaminacji mikrobiologicznej oraz degradacji związków bioaktywnych, co obniża jakość surowej kory. Tabela 1 podsumowuje kryteria służące do rozróżnienia prawidłowo i nieprawidłowo wysuszonego materiału roślinnego.
...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Przedstawiony tutaj protokół opisuje powtarzalny sposób pracy dla zielonej syntezy MgNP z wykorzystaniem ekstraktu S. adstringens oraz ich włączenia do formuły surowicy nanofitokosmetycznej. Kilka kroków jest niezbędnych, aby zapewnić wiarygodne rezultaty. Po pierwsze, zbieranie i dokumentacja materiału roślinnego musi być starannie ustandaryzowana, w tym dokładne rejestrowanie współrzędnych geograficznych, warunków środowiskowych i stadium fenologicznego, ponieważ zmienność fizjologii rośliny i wtórnej zawartoś...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy deklarują brak konfliktu interesów. Źródła finansowania nie miały żadnej roli w projektowaniu badania, zbieraniu danych, analizie, interpretacji ani decyzji o publikacji wyników.
Autorzy pragną podziękować Universidade Católica Dom Bosco oraz Universidade Católica Brasília za wsparcie podczas budowy tego dzieła. Prace te były również wspierane przez 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) oraz Fundação de Apoio à Pesquisa do Mato Grosso do Sul (FUNDECT).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Płyty z 96 dołami | Sigma-Aldrich | M0812 | Testy komórkowe |
| Benzylalkohol i Kwas dehydrooctowy | Sigma-Aldrich | 1,09,626 | Konserwant |
| Rurki wirówkowe (15 mL / 50 mL) | Sokół (Corning) | 430766 | Obsługa próbek |
| Kwas cytrynowy | Sigma-Aldrich | C0759 | Regulacja pH |
| Inkubator CO2 | ThermoFisher Scientific | 3110 | Inkubator CO2 stosowany do hodowli komórek |
| Materiał do filtrów bawełnianych | Lokalny dostawca | LH R/260 | Filtracja |
| Suszarka | merck | BAF424002141 | Suszenie |
| DPPH (2,2-difenyl-1-pikrylhydrazyl) | Sigma-Aldrich | D9132 | Badanie antyoksydacyjne |
| Suszarka | NovaÉ tica | 400/5NDR | Piec do suszenia materiału roślinnego |
| Łatwy piekarnik | SolidSteel | SSE-85L | Piekarnik używany do testów stabilności kosmetycznej |
| Kolby Erlenmeyera 1000 mL | PRACA SAMOWIDRYCZNA | 76200B01000 | Ekstrakcja |
| Etanol (98%) | Dinamica-Quimica contemporanea | S.10.0051.015.36 | Rozpuszczalnik ekstrakcyjny |
| Serum bydła płodu (FBS) | Gibco (Thermo Fisher) | ES-009-C | Suplementacja |
| Zamrażarka | Gelopar | GTPC-575 | Zamrażarka używana do testów stabilności |
| Gliceryna | Bottica botanika | TBV084.003904.086 | Nawilżacz |
| Kwas hialuronowy (niskiej masy cząsteczkowej) | Bottica botanika | J201220136 | Środek nawadniający |
| Kwas solny (HCl) | Sigma-Aldrich | 1,00,317 | Rozpuszczalność MTT |
| Hydroksyetyloceluloza (HEC) | Bottica botanika | AH230641697 | Zagęszczacz |
| Izopropanol | Sigma-Aldrich | 100995 | Rozpuszczalność MTT |
| Młyn noży | 7LAB | 920Willye 4& razy; 4 Ostrza | Mielenie liści, korzeni, nasion i bulw |
| Chlorek magnezu (MgCl2) | Sigma-Aldrich | 1,01,872 | Synteza nanocząstek |
| mieszadło magnetyczne– Płyta grzewcza | IKA | 5030000 | Miksowanie |
| Metanol | Sigma-Aldrich | 900641 | Badanie DPPH |
| Arkusze miki | ThermoFisher Scientific | NC9655733 | Przygotowanie do AFM |
| Czytnik mikropłyt | ThermoFisher Scientific | Multiskan GO 1510-03581 | Czytnik mikropłyt |
| Odczynnik MTT | Sigma-Aldrich | CT01-5 | Badanie żywotności komórki |
| Komórki NHDF | BCRJ | 0089 | Ludzkie fibroblasty skórne |
| Niacynamid | Bottica botanika | 211847 | Składnik aktywny |
| Piekarnik | Termo Scientific | PR305225M | Suszenie |
| Penicylina– Streptomycyna | Gibco (Thermo Fisher) | 15140122 | Antybiotyk |
| pHmeter | Digimed | DM-220 | Stosowany do monotorowania pH w testach stabilności |
| Pipety i wskazówki | Eppendorf | 30078551 | Obsługa cieczy |
| Woda oczyszczona / destylowana | Merck (Milli-Q) | ZIX7010T0C | Ogólne zastosowanie |
| Lodówka | Metalfrio | VB40W | Lodówka używana do testów stabilności |
| Wiskometr obrotowy | Novotest | VISC-5SA | Wykorzystywane do pomiaru widoczności w testach stabilności |
| RPMI-1640 średni | Gibco (Thermo Fisher) | 11875093 | Hodowla komórkowa |
| Skala | BEL Inżynieria | HPBG-2285 | Waga do ważenia materiałów |
| Mikroskop sondowy skanujący | SHIMADZU | SPM-9700HT | AFM, mikroskop sondowy skanujący |
| Wodorotlenek sodu (NaOH) | Dinamica-Quimica contemporanea | P.10.0594.024.00 | Regulacja pH |
| Spektrofotometr | ThermoFisher Scientific | A51119700C | Absorpcja |
| Witamina C (kwas askorbinowy) | Sigma-Aldrich | PHR1008 | Kontrola dodatnia |
| Zetasizer Pro | Malvern Panalytical | Zetasizer Pro | Dla dynamicznego rozpraszania światła i rozmiaru zety |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie