Investigation of antioxidant activity of biosynthesized zinc oxide nanoparticles.


Creative Commons License

Şendal K., Özgür M.

3rd International Eurasian Conference on Biological and Chemical Sciences (EurasianBioChem 2020), Ankara, Turkey, 19 - 20 March 2020, pp.637

  • Publication Type: Conference Paper / Summary Text
  • City: Ankara
  • Country: Turkey
  • Page Numbers: pp.637

Abstract

The bioactivity exhibited by nanoparticles is of great interest by researchers around the world. Phytogenic synthesis of zinc oxide nanoparticles (ZnO-NP) has become an environmentally friendly approach due to its low toxicity and biological potential [1]. Today ZnO-NPs; ZnO, produced by biosynthesis methods, is known to exhibit various nanostructures with antimicrobial, antioxidant and anticancer properties [3]. Cynarae folium) registered in the European Pharmacopoeia. The leaf contains caffeylkinic acid derivatives (cynarin, caffeic acid, chlorogenic acid, neochlorogenic acid, cryptochlorogenic acid), flavonoids (luteolin, rutin), sesquiterpene lactones (cineropicrin, ehydrosinaropicrin), tannin, etc. [4]. It is known that the biocomponents contained in artichoke extract have antioxidant, anti-inflammatory, anti-allergic and carcinoma activity [5]. Antioxidants are compounds that protect cells against the harmful effects of reactive oxygen species. Recently, natural antioxidants are in high demand for their potential in disease prevention and health improvement [6]. Zinc acts as an antioxidant by protecting the cellular defense against oxidative stress. This feature may be an important mechanism against oxidative DNA damage inside the cell and protection of DNA integrity [1]. In addition, in ZnO-NP synthesis studies made with plant extract, it was observed that the properties of the plant were transferred to the synthesized nanoparticles. This

Therefore, studies on antioxidant activity of ZnO-NPs produced by green synthesis methods are increasing day by day [1-3]. In this study, the waste leaves of the artichoke plant with high polyphenol content used in the food industry.

ZnO-NPs were biosynthesized under optimum conditions and their characterization was performed by UV - VIS absorption spectroscopy, FT-IR and SEM analysis. The total phenolic content of the plant extract and ZnO-NPs in aqueous and alcoholic environment was determined using Folin-Ciocalteu reagent (FCR). The antioxidant activity of synthesized ZnO-NPs was determined using FRAP method (Iron (III) Ion Reducing Power) and 2.2.-Diphenyl1-picrihydrazyl (DPPH) radical quencher capacity method. The results were evaluated by comparing the antioxidant properties of the plant extract and ZnONPs with the antioxidant activities of synthetic antioxidants (BHA, BHT) and natural antioxidants (vitamin E, vitamin C). 


Nanopartiküller tarafından sergilenen biyoaktivite, dünya çapında araştırmacılar tarafından büyük ilgi görmektedir. Çinko oksit nanopartiküllerinin (ZnO-NP) fitojenik sentezi, düşük toksisitesi ve biyolojik potansiyeli nedeniyle çevre dostu bir yaklaşım olmuştur [1]. Günümüzde ZnO-NP'ler; biyomedikal, atık su arıtımı, çevresel iyileştirme ve ayrıca kozmetik ürünlerde uygulanabilirliği gibi çok yönlü yapısı nedeniyle yapılan araştırmalarda öne çıkmaktadır [2]. Biyosentez yöntemleriyle üretilmiş ZnO'nun antimikrobiyal, antioksidan ve antikanser özellik gösteren çeşitli nanoyapılar sergilediği bilinmektedir [3]. Enginar yaprağı (Cynarae folium) Avrupa Farmakopesi’nde kayıtlıdır. Yaprağın yapısında, kafeilkinik asit türevleri (sinarin, kafeik asit, klorojenik asit, neoklorojenik asit, kriptoklorojenik asit), flavonoitler (luteolin, rutin), seskiterpen laktonlar (sinaropikrin, dehidrosinaropikrin), tanen vs bulunur [4]. Enginar ekstraktının içerdiği biyobileşenlerin antioksidan, anti-inflamatuvar, anti-alerjik ve karsinom aktivite gösterdiği bilinmektedir [5]. Antioksidanlar, hücreleri reaktif oksijen türlerinin zararlı etkilerine karşı koruyan bileşiklerdir. Son zamanlarda doğal antioksidanlar, hastalık önleme ve sağlığın iyileştirilmesindeki potansiyelleri nedeniyle çok talep görmektedir [6]. Çinko hücresel savunmayı oksidatif strese karşı koruyarak antioksidan görevi görür. Bu özellik hücre içindeki oksidatif DNA hasarına karşı ve DNA bütünlüğünün korunmasında önemli bir mekanizma olabilir [1]. Ayrıca bitki ekstresiyle yapılan ZnO-NP sentez çalışmalarında bitkinin özelliklerinin sentezlenen nanopartiküllere de geçtiği görülmüştür. Bu sebeple yeşil sentez yöntemleriyle üretilmiş ZnO-NP'lerin antioksidan aktivitesinin araştırılması üzerine yapılan çalışmalar gün geçtikçe artmaktadır [1-3]. Bu çalışmada gıda endüstrisinde kullanılan yüksek polifenol içeriğine sahip enginar bitkisinin atık olan yaprakları değerlendirilerek optimum koşullarda ZnO-NP'lerin biyosentezi gerçekleştirildi ve UV – VIS absorpsiyon spektroskopisi, FT-IR ve SEM analizleri ile karakterizasyonu gerçekleştirildi. Bitkinin sulu ve alkollü ortamdaki ekstresinin ve ZnO-NP’lerin toplam fenolik madde miktarı Folin-Ciocalteu reaktifi (FCR) kullanılarak tayin edildi. Sentezlenen ZnO-NP'lerin antioksidan aktivitesi ise FRAP yöntemi (Demir (III) İyonu İndirgeme Gücü) ve 2.2.-Difenil1-pikrihidrazil (DPPH) radikal söndürücü kapasite yöntemi kullanılarak belirlendi. Bitki özütü ve elde edilen ZnONP'lerin antioksidan özellikleri sentetik antioksidanlar (BHA, BHT) ve doğal antioksidanların (E vitamini, C vitamini) antioksidan aktiviteleri ile karşılaştırılarak sonuçlar irdelendi.