銀ナノ粒子の物理化学的、光触媒的、生物学的特性に関する比較研究

A Comparative Study on Physicochemical, Photocatalytic, and Biological Properties of Silver Nanoparticles Formed Using Extracts of Different Parts of .

• Sun Young Park
• Guo Lu
• Beomjin Kim
• Woo Chang Song
• Geuntae Park
• Young-Whan Choi

抄録

緑合成銀ナノ粒子（SNP）は、その特徴的な光学的、化学的、触媒的特性から、バイオメディカルへの応用が期待されている。本研究では、(CT)根(CTR)、茎(CTS)、葉(CTL)、果実(CTF)の抽出物から緑色合成SNPを開発し、その物理化学的特性、光触媒特性、生物学的特性を評価することを目的とした。CTR、CTS、CTL、及びCTFの抽出物について、フェノール及びフラボノイドの総含有量、還元能、及び抗酸化活性を評価し、比較した。その結果、CTR抽出物、CTS抽出物、CTL抽出物、CTF抽出物は、フェノールとフラボノイドの含有量が多く、強力な抗酸化作用と還元能を有していることが明らかになった。CTR抽出物とCTS抽出物が最も強い効果を示した。UV-Visスペクトル分析、動的光散乱、高分解能透過電子顕微鏡、エネルギー分散分光法、X線回折、フーリエ変換赤外分光法の結果から、表面形態、結晶性、還元能、カプセル化、安定化を有するCT-SNPの形成に成功したことが示された。合成したCT-SNPは、メチレンブルー,メチルオレンジ,ローダミンB,反応性ブラック5を20分以内に光触媒化することに成功した。その結果、CTR-およびCTS-SNPは、CTL-およびCTF-SNPに比べて、異なる病原性微生物（、、、および）に対して優れた抗菌性を示した。CTS-およびCTR-SNPは、ヒト肝細胞癌細胞（HepG2およびSK-Hep-1）において、最も効果的な細胞毒性および抗アポトーシス特性を示した。また、CT-SNPはCT抽出物よりも生物学的活性が高いように思われた。本研究の結果は、CT抽出物SNPの確立とその物理化学的、光触媒的、生物学的特性のエビデンスを提供するものである。

Green-synthesized silver nanoparticles (SNPs) have great potential for biomedical applications, due to their distinctive optical, chemical, and catalytic properties. In this study, we aimed to develop green-synthesized SNPs from extracts of (CT) roots (CTR), stems (CTS), leaves (CTL), and fruit (CTF) and to evaluate their physicochemical, photocatalytic, and biological properties. CTR, CTS, CTL, and CTF extracts were evaluated and compared for their total phenol and flavonoid content, reducing capacity, and antioxidant activity. The results revealed that CTR, CTS, CTL, and CTF extracts have high phenol and flavonoid content, as well as a powerful antioxidant and reducing capacity. CTR and CTS extracts showed the strongest effects. The results from UV-Vis spectra analysis, dynamic light scattering, high-resolution transmission electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, X-ray diffraction, and Fourier-transform infrared spectroscopy showed the successful formation of CT-SNPs with surface morphology, crystallinity, reduction capacity, capsulation, and stabilization. Synthesized CT-SNPs successfully photocatalyzed methylene blue, methyl orange, rhodamine B, and Reactive Black 5 within 20 min. The CTR- and CTS-SNPs showed better antibacterial properties against different pathogenic microbes (, , , and ) than the CTL- and CTF-SNPs. CTS- and CTR-SNPs showed the most effective cytotoxicity and antiapoptosis properties in human hepatocellular carcinoma cells (HepG2 and SK-Hep-1). CT-SNPs also seemed to be more biologically active than the CT extracts. The results of this study provide evidence of the establishment of CT extract SNPs and their physicochemical, photocatalytic, and biological properties.