Bu tədqiqat Vaccinium corymbosum, yəni blueberry/yüksək kol qaragilə ekstraktındakı polifenolların TiO₂ və ZnO metal oksid nanohissəciklərinin səth kimyası, quruluşu, antimikrob davranışı və sitouyğunluğu üzərindəki təsirlərini müqayisə edir. Bitki vasitəli metal oksid nanomaterial istehsalı, bitki mənşəli fitokimyəvi maddələrin metal növlərinin əmələ gəlməsi, hissəciklərin böyüməsi və ya mövcud hissəcik səthlərinin sabitləşdirilməsində rol oynadığı bioyardımlı material hazırlama yanaşmasıdır. Lakin bu tədqiqatda iki oksid eyni üsulla hazırlanmayıb: ZnO, ZnCl₂-dən pH 12-də qələvi çökdürmə yolu ilə yaradılarkən, TiO₂ qolunda əvvəlcədən mövcud qida dərəcəli TiO₂ blueberry ekstraktı ilə işlənərək polifenollarla səth modifikasiyasına məruz qalıb. Struktur xarakterizasiya XRD, FTIR, XPS, Raman, TEM/SEM, DLS və UV–Vis üsulları ilə; polifenol profili HPLC ilə; antimikrob aktivlik uropatogen Escherichia coli və Salmonella Typhimurium üzərində; sitouyğunluq isə Gallus gallus domesticus periferik qan leykositləri və Artemia salina modeli ilə qiymətləndirilib. Əsas nəticə ZnO-nun daha güclü böyümə inhibisiyası göstərməsi, TiO₂-nin isə daha sabit sitouyğunluq profili təqdim etməsidir. Bununla belə, tədqiqat insanlarda klinik təhlükəsizliyi, uzunmüddətli toksikliyi və ya real tətbiq mühitində effektivliyi sübut etmir.

HPLC profilləri blueberry ekstraktında siyanidin-3-qlükozid, siyanidin, malvidin və kversetinlə uyğun siqnallar göstərib. TiO₂ ilə işlənmədən sonra bu piklərin sayı və intensivliyində daha böyük azalma fitokimyəvi maddələrin TiO₂ səthində daha güclü adsorbsiya/immobilizasiya olunması və ya çevrilməsi ilə əlaqələndirilib. ZnO istehsalından sonrakı maye fazada isə ilkin polifenol siqnallarının daha böyük hissəsi qorunub. Mənbə bu fərqi ZnO-nun pH ilə idarə olunan Zn²⁺ → Zn(OH)₂ → ZnO əmələgəlmə mexanizmi ilə TiO₂-dəki səth yükləmə mexanizminin fərqli olması ilə izah edir.

Əsas antimikrob nəticələr cədvəlində TiO₂ üçün MIC dəyərləri E. coli-də 8 mg/mL və S. Typhimurium-da 4 mg/mL; ZnO üçün isə müvafiq olaraq 2 və 1 mg/mL-dir. Dörd kombinasiyanın hamısında MBC dəyəri sınaqdan keçirilmiş ən yüksək 16 mg/mL konsentrasiyasından yuxarı qalıb. Buna görə hissəciklər tədqiqat şəraitində güclü böyümə inhibisiyası yaratsa da, tam bakterisid təsir 16 mg/mL-ə qədər təsdiqlənməyib.

Mənbədə mühüm hesabat fərqləri var. Abstract-da ZnO MIC 0,5–1 mg/mL və TiO₂ MIC 8–16 mg/mL verildiyi halda, əsas Cədvəl 4 müvafiq olaraq 2/1 və 8/4 mg/mL bildirir. Eyni şəkildə abstract TiO₂ kristallit ölçüsünü 12,8 nm göstərdiyi halda, əsas XRD Cədvəl 2 təxminən 49,98 nm raport edir. Bu dəyərlər Verianla tərəfindən vahid “düzəldilmiş” nəticə altında birləşdirilməyib.

Metal oksid nanohissəcikləri mikroorqanizmlərlə çoxsaylı fiziki-kimyəvi yollarla qarşılıqlı təsir göstərə bildikləri üçün antimikrob material tədqiqatlarında intensiv şəkildə araşdırılır. TiO₂ və ZnO; səth reaktivliyi, reaktiv oksigen növləri ilə əlaqəli kimya, hüceyrə membranı ilə fiziki qarşılıqlı təsir və ZnO üçün xüsusi olaraq Zn²⁺ buraxılması kimi mexanizmlər vasitəsilə antibakterial təsir yarada bilən iki mühüm yarımkeçirici oksiddir.

Bununla belə, yüksək səth reaktivliyi yalnız bakteriyalar üçün vacib deyil. Eyni xüsusiyyətlər eukariot hüceyrələrdə oksidləşdirici stress və ya membran zədəsi yarada bilər. Buna görə yalnız antimikrob performansın ölçülməsi kifayət deyil; materialın struktur xüsusiyyətləri, kolloidal davranışı və sitouyğunluğu da eyni eksperimental çərçivədə qiymətləndirilməlidir.

Bu tədqiqatın ədəbiyyat boşluğu burada ortaya çıxır. Vaccinium növlərindən alınan ekstraktlarla metal və ya metal oksid nanohissəciklərinin istehsalı əvvəllər araşdırılsa da, tədqiqatların mühüm hissəsi hissəciklərin əmələ gəlməsi və əsas antimikrob skrininqlə məhdudlaşıb. Eyni botaniki ekstraktın iki fərqli metal oksid sistemi üzərində struktur və bioloji təsirlərini HPLC, bərk-hal xarakterizasiyası, hüceyrə toksikliyi və molekulyar docking ilə birlikdə araşdıran inteqrə edilmiş tədqiqatlar daha məhduddur.

Blueberry polifenolları TiO₂ və ZnO nanohissəciklərinə eyni şəkildə təsir edirmi?

Xeyr. Mənbə məlumatları blueberry polifenollarının TiO₂-də əsasən əvvəlcədən mövcud oksid səthinə adsorbsiya/immobilizasiya yolu ilə bağlandığını, ZnO sistemində isə qələvi Zn²⁺ hidroliz–kondensasiyası ilə əmələ gələn hissəciklərin böyüməsinə və səth sabitləşməsinə təsir göstərən kompleksləşdirici/capping komponentləri kimi davrandığını düşündürür.

Blueberry ekstraktı necə hazırlanıb?

Yerli bazardan aqro-sənaye yan məhsulu kimi əldə edilən aşağı kommersiya dərəcəli təzə blueberry meyvələri əvvəlcə dondurularaq qurudulub. Qurudulmuş material üyüdülüb; 1 g toz 100 mL distillə edilmiş su ilə qarışdırılıb və 90 °C-də 15 dəqiqə ərzində 400 rpm-də qarışdırılıb. Otaq temperaturuna soyudulan qarışıq 25 °C-də 14.000 × g ilə 15 dəqiqə sentrifuqalanıb, Whatman No. 1 filtrindən keçirilib və kəhrəba rəngli şüşədə 4 °C-də saxlanılıb.

HPLC hansı polifenolları izləyib?

Fitokimyəvi profil Agilent 1120 Compact HPLC sistemində UV aşkarlama ilə 350 nm-də həyata keçirilib. Phenomenex Luna C18 kolonu 40 °C-də istifadə olunub və identifikasiya məqsədilə siyanidin-3-qlükozid, siyanidin, malvidin və kversetin standartlarının retensiya müddətləri müqayisə edilib.

İşlənmədən əvvəlki ekstrakt bu birləşmələrlə əlaqələndirilən çoxsaylı aydın piklər göstərib. TiO₂ ilə işlənmədən sonra piklərin sayı və intensivliyi böyük dərəcədə azalıb. Mənbə bunu polifenolların sərf olunması, kimyəvi çevrilməsi və ya TiO₂ səthində immobilizasiyası ilə əlaqələndirir. ZnO istehsalından sonra isə piklərin daha böyük hissəsi aşağı intensivliklə də olsa, maye fazada qalıb.

Bu analiz keyfiyyət profilləşdirməsi təmin edir. Məqalənin öz məhdudiyyətlər bölməsində ayrı-ayrı fenolik birləşmələrin kəmiyyət konsentrasiyalarının müəyyən edilməməsi mühüm çatışmazlıq kimi qəbul edilib. Buna görə “müəyyən miqdarda kversetin bu qədər antibakterial töhfə verdi” formasında kəmiyyətli səbəb-nəticə əlaqəsi qurmaq olmaz.

TiO₂ qolunda əslində nə edilib?

TiO₂ təcrübəsində başlanğıc materialı artıq qida dərəcəli TiO₂-dir. 1 × 10⁻³ M konsentrasiyalı 90 mL TiO₂ suspenziyası otaq temperaturunda iki saat qarışdırılıb, sonra 10 mL blueberry ekstraktı əlavə edilərək daha iki saat qarışdırılıb və sistem 60 °C-də bir saat qızdırılıb. Məhsul 10.000 rpm-də 15 dəqiqə sentrifuqa ilə toplanıb, deionizə olunmuş su ilə yuyulub və 80 °C-də gecə boyu qurudulub.

Buna görə TiO₂ qolunu “Ti prekursorundan yeni TiO₂ kristallarının bitki mənşəli reduksiya ilə sintez edilməsi” kimi təqdim etmək düzgün deyil. Mənbənin FTIR müzakirəsi də əvvəlcədən formalaşmış TiO₂ üzərində fitokimyəvi maddələrin hidrogen rabitəsi və Ti–OH qrupları ilə koordinasiya vasitəsilə baş verən səth impregnasiyası/yüklənməsi modelini dəstəkləyir.

ZnO necə istehsal edilib?

ZnO qolunda 90 mL, 10 mM ZnCl₂ məhlulu otaq temperaturunda 20 saat qarışdırılıb. Daha sonra 1 M NaOH damcı-damcı əlavə edilərək pH 12-yə qaldırılıb, 10 mL blueberry ekstraktı əlavə olunub və qarışıq 60 °C-də bir saat qarışdırılıb. Çökmüş məhsul 10.000 rpm-də 15 dəqiqə sentrifuqalanıb, yuyulub və 80 °C-də gecə boyu qurudulub.

Mənbənin təklif etdiyi kimyəvi çərçivədə ZnO əmələ gəlməsi əsasən Zn²⁺ → Zn(OH)₂ → ZnO qələvi hidroliz/kondensasiya ardıcıllığı ilə baş verir. Polifenollar bu prosesdə əsasən metal ionları ilə kompleksləşən, hissəcik səthinə bağlanan və böyümə/sabitləşməyə təsir edən komponentlər kimi qiymətləndirilib.

FTIR nə göstərdi?

Blueberry ekstraktında təxminən 3300–3400 cm⁻¹ bölgəsindəki geniş zolaq fenolik O–H titrəyişləri ilə; təxminən 2920 cm⁻¹ alifatik C–H, 1600–1700 cm⁻¹ karbonil/aromatik C=C və təxminən 1200–1000 cm⁻¹ C–O/C–O–C titrəyişləri ilə əlaqələndirilib.

ZnO nümunəsində hidroksil və karbonil zolaqlarının zəifləməsi/sürüşməsi fitokimyəvi liqandların Zn növləri ilə qarşılıqlı təsiri ilə əlaqələndirilib; 600 cm⁻¹-dən aşağı xüsusiyyətlər Zn–O qəfəs titrəyişlərini dəstəkləyib. TiO₂-də isə blueberry ekstraktına aid üzvi zolaqların qismən qorunması polifenolların tam sərf olunmaqdan daha çox mövcud oksid səthində saxlanıldığı fikrini dəstəkləyib.

XRD kristal quruluşunu necə təsdiqlədi?

XRD naxışları TiO₂-nin anatase fazasını, ZnO-nun isə hekzagonal wurtzite quruluşunu dəstəkləyib. TiO₂ üçün dominant (101) əksolunma təxminən 25° 2θ ətrafında; ZnO üçün dominant (101) əksolunma isə təxminən 36° ətrafında müşahidə olunub. Mənbə əsas naxışlarda aydın ikincili faza və ya çirk pikləri görmədiyini bildirir.

TiO₂ kristallıq nisbəti aşağıdakı sahə nisbəti ilə hesablanıb:

\[ \mathrm{Kristallik} = \frac{\mathrm{Kristalin\ piklerin\ alanı}} {\mathrm{Tüm\ piklerin\ alanı}} \]

Qida dərəcəli TiO₂ üçün kristallıq %77,07, blueberry ilə işlənmiş TiO₂ üçün %88,01 olaraq bildirilib.

Kristallit ölçüsü üçün mənbə Scherrer əlaqəsindən istifadə edib:

\[ D = \frac{0.95\lambda}{\beta\cos\theta} \]

Burada D kristallit ölçüsü, λ istifadə olunan rentgen şüasının dalğa uzunluğu, β seçilmiş difraksiya pikinin eni və θ Bragg bucağıdır. Əsas Cədvəl 2 qida dərəcəli TiO₂ üçün təxminən 54,12 nm, işlənmiş TiO₂ üçün təxminən 49,98 nm verir. Abstract-dakı 12,8 nm TiO₂ dəyəri bununla uyğun gəlmədiyi üçün vahid təsdiqlənmiş kristallit ölçüsü kimi birləşdirilməməlidir.

XPS səth kimyası haqqında nə dedi?

Ti 2p spektrində təxminən 458,6 və 464,1 eV-dəki iki pik Ti⁴⁺ vəziyyəti ilə; Zn 2p spektrində təxminən 1022,9 və 1046 eV-dəki piklər Zn²⁺ ilə əlaqələndirilib.

TiO₂-nin O 1s siqnalı təxminən 529,4 eV qəfəs oksigeni və təxminən 531 eV səth hidroksil komponenti kimi ayrılıb; sahə nisbətləri müvafiq olaraq %69,7 və %30,3 qiymətləndirilib. ZnO-da da oxşar şəkildə təxminən 529,5 və 530,9 eV komponentləri ayrılıb.

Mənbə səth -OH/defektli oksigen komponentlərinin ROS istehsalı ilə əlaqəli ola biləcəyini müzakirə edir; lakin bu məqalədə ROS miqdarı birbaşa ayrıca kimyəvi assay ilə ölçülməyib. Buna görə XPS nəticələri səth kimyası göstəricisidir, birbaşa antimikrob ROS istehsalının kəmiyyət ölçüsü deyil.

Raman analizi nəyi təsdiqlədi?

TiO₂ Raman spektri anatase fazası ilə uyğun olaraq 145, 398, 517 və 635 cm⁻¹ ətrafında xarakterik titrəyişlər göstərib. 145 cm⁻¹ zolağındakı genişlənmə/qırmızı sürüşmə və təxminən 795 cm⁻¹-dəki zəif zolaq nanokristallıq/defekt və oksigen boşluqları ilə əlaqələndirilib.

ZnO üçün təxminən 437 cm⁻¹-dəki E₂(high) modu wurtzite nizamının mühüm göstəricisi kimi raport edilib; təxminən 580 cm⁻¹-dəki E₁(LO) komponenti oksigen boşluqları və sink interstisial qüsurları ilə əlaqələndirilib.

TEM və SEM morfologiyası

TiO₂ görüntülərində əsasən sferik/yarı-sferik ilkin strukturlar və aydın aqreqasiya müşahidə olunub. Görüntüyə əsaslanan TiO₂ diametrləri 4,5–207,5 nm arasında geniş paylanmaya malik olub, orta diametr təxminən 85,1 nm-dir; hissəciklərin çoxu 50–100 nm bölgəsindədir.

ZnO isə iti kənarlı, üçbucaqvari/ulduzvari alt vahidlərdən ibarət iyerarxik çiçəkəbənzər strukturlar yaradıb. Mənbə təxminən orta uzunluğu 677 nm və “petal width” qalınlığını təxminən 240 nm olaraq bildirir. Bu dəyərlər bütün aqreqatın/morfologiyanın ölçüləridir; “nanoscale” ifadəsi daha kiçik seçilə bilən alt vahidlər üçün istifadə olunur.

DLS niyə TEM-dən daha böyük ölçü verdi?

DLS hidrodinamik diametri ölçür; yalnız kristal nüvəni deyil, mayedə hissəciklə birlikdə hərəkət edən hidratasiya qatını, üzvi səth örtüyünü və yumşaq aqreqasiyanı da əhatə edir. Buna görə DLS dəyərlərinin XRD kristallit və ya TEM ilkin struktur ölçülərindən daha böyük olması gözlənilə bilər.

TiO₂ və ZnO üçün PDI dəyərlərinin təxminən 0,75 olması geniş və heterogen hidrodinamik ölçü paylanmasını göstərir. Zeta potensiallarının hamısının ±30 mV-dan aşağı qalması isə güclü elektrostatik sabitlik əvəzinə aqreqasiyaya açıq, məhdud kolloidal sabitliyə işarə edir.

Optik qadağan zona enerjiləri

UV–Vis/Tauc analizində qida dərəcəli TiO₂ üçün təxminən 3,37 eV, blueberry ilə işlənmiş TiO₂ üçün təxminən 3,29 eV və ZnO üçün təxminən 3,25 eV qadağan zona enerjisi bildirilib. TiO₂ işlənməsindən sonrakı kiçik qırmızı sürüşmə mənbə tərəfindən oksigen boşluqları və ya ölçü/defekt mənşəli elektron vəziyyətlərlə əlaqələndirilib.

ZnO daha güclü antibakterial görünərkən TiO₂ niyə daha sitouyğun göründü?

Tədqiqatın eksperimental nəticələrində ZnO daha aşağı MIC və daha yüksək böyümə inhibisiyası ilə seçildiyi halda, TiO₂ toyuq leykositlərində bütün sınaq konsentrasiyalarında %90-dan yuxarı canlılıq göstərib; mənbə bu performans–təhlükəsizlik fərqini ZnO-nun çiçəkəbənzər morfologiyası, daha yüksək səth reaktivliyi, Zn²⁺ buraxılması və ROS ilə əlaqəli mexanizmlərlə, TiO₂-nin isə daha sferik və nisbətən daha az reaktiv morfologiyası ilə əlaqələndirir, lakin bu mexanizmlərin hamısı birbaşa ölçülməyib.

ZnO-nun iti və iyerarxik morfologiyası daha böyük əlçatan səth və bakterial membranla daha sıx təmas potensialı təmin edə bilər. Zn²⁺ buraxılması da ZnO-ya TiO₂-də olmayan əlavə kimyəvi təsir kanalı verir. Bunun əksinə, TiO₂-nin daha hamar, aqreqasiya olunmuş sferik quruluşu daha aşağı səth reaktivliyi ilə əlaqələndirilib.

Bu şərhlər eksperimental antibakterial performansla uyğundur, lakin tədqiqat morfologiya, Zn²⁺ buraxılması və ROS töhfəsini ayrı-ayrılıqda ayıran mexanistik ablyasiya təcrübələri aparmayıb. Buna görə “ZnO-nun üstünlüyünün bu qədər faizi ROS-dan, bu qədər faizi ion buraxılmasındandır” formasında kəmiyyətli səbəb-nəticə ayrılması aparıla bilməz.

Tədqiqatın Metodu və Nəticələri

Antimikrob təcrübə dizaynı

Uropatogen E. coli və S. Typhimurium koloniyaları LB broth içində 37 °C və 250 rpm-də təxminən 0,5 McFarland, təxminən 10⁶ CFU/mL səviyyəsinə qədər böyüdülüb.

TiO₂ və ZnO suspenziyaları Mueller–Hinton broth içində 0,25–16 mg/mL aralığında ardıcıl seyrəldilib və 96 quyulu lövhələrdə bakterial inokulumla 37 °C-də 18 saat inkubasiya edilib. Böyümə 595 nm-də mikroplaka oxuyucusu ilə ölçülüb.

MIC və MBC necə müəyyən edildi?

İnkubasiyadan sonra 10 µL, 0,01 mg/mL resazurin məhlulu əlavə edilib və 37 °C-də daha 75 dəqiqə inkubasiya olunub. Mavidən çəhrayıya rəng dəyişikliyinin müşahidə edilmədiyi ən aşağı konsentrasiya MIC kimi qəbul edilib.

MBC üçün görünən böyümənin olmadığı quyulardan 20 µL götürülərək Mueller–Hinton aqara əkilib; koloniya əmələ gəlməsinin müşahidə edilmədiyi ən aşağı konsentrasiya MBC kimi müəyyən edilib.

Bu cədvəl böyüməni dayandırmaq üçün tələb olunan konsentrasiyanın ZnO-da daha aşağı olduğunu göstərir. Bunun əksinə, heç bir kombinasiyada 16 mg/mL-ə qədər bakterisid hədd təsdiqlənməyib. Buna görə mənbə öz şəraitində əsas təsiri bakteriostatik kimi şərh edir.

Böyümə inhibisiyası

TiO₂, E. coli üzərində 2 mg/mL-də təxminən %27 böyümə azalması yaradıb, 4 mg/mL və yuxarı konsentrasiyalarda inhibisiya %50-ni keçib. S. Typhimurium üçün TiO₂ ilə 0,25–2 mg/mL aralığında təxminən %19–30, 4–16 mg/mL aralığında isə təxminən %70–72 inhibisiya bildirilib.

ZnO daha güclü cavab verib. E. coli-də 0,25 mg/mL-də təxminən %74 və 16 mg/mL-də təxminən %91 böyümə azalması raport edilib. S. Typhimurium-da 2 mg/mL ətrafında təxminən %93 ilə maksimum inhibisiya, 16 mg/mL-də isə təxminən %76 inhibisiya bildirilib. İkinci nümunənin monoton olmaması nanohissəcik aqreqasiyası, bioloji dəyişkənlik və ya eksperimental sistem davranışı baxımından vacibdir; mənbə bunu sadə xətti doza–cavab kimi qəbul etməməlidir.

MIC, MBC və tədqiqatın “probit LD₅₀” metrikası eyni şeyi ölçürmü?

Xeyr. MIC görünən bakterial böyüməni dayandıran ən aşağı konsentrasiyanı, MBC yenidən kultivasiya edildikdə koloniya əmələ gəlməsinin qarşısını alan ən aşağı konsentrasiyanı ölçdüyü halda; mənbədə “probit LD₅₀” adlandırılan dəyər Abbott-düzəlişli böyümə inhibisiyasının %50 olduğu riyazi konsentrasiya həddidir və klassik ölüm-əsaslı toksikoloji LD₅₀ ilə birbaşa ekvivalent deyil.

Probit çevrilməsi

Mənbə əvvəlcə inhibisiya nisbəti \(P\)-ni tərs normal paylanma funksiyası ilə probit vahidinə çevirib:

\[ Y = \Phi^{-1}(P) \]

Burada \(Y\) probit vahidi, \(\Phi^{-1}\) standart normal paylanmanın tərs kumulyativ funksiyası və \(P\) inhibisiya nisbətidir.

Konsentrasiya loqarifmik şkalaya çevrilərək xətti probit modeli qurulub:

\[ Y = \alpha + \beta \log_{10}(C) \]

\(\alpha\) kəsişmə, \(\beta\) meyl, \(C\) isə mg/mL vahidində nanohissəcik konsentrasiyasıdır.

Probit = 5, yəni %50 inhibisiyaya uyğun mənbə-təyinli LD₅₀ belə hesablanıb:

\[ LD_{50} = 10^{\frac{5-\alpha}{\beta}} \]

Bu probit hədləri ilə birbaşa MIC dəyərləri arasındakı çox böyük fərqlər metrikaların eyni bioloji qərarı təmsil etmədiyini əlavə olaraq göstərir.

Bootstrap qeyri-müəyyənliyi

Hər müalicə kombinasiyası üçün 1000 qeyri-parametrik bootstrap təkrarının aparılması planlaşdırılıb; müsbət təyin olunan Hessian matrisi və sonlu parametr şərtini ödəyən 994 təkrar, yəni %99,4-lük hissə yaxınlaşıb.

Bootstrap etibar intervalı mənbədə belə müəyyən edilib:

\[ CI_{95\%}^{bootstrap} = \left[ Q_{0.025}(LD_{50}^{*}), Q_{0.975}(LD_{50}^{*}) \right] \]

Burada \(Q\), bootstrap qiymətləndirmələrinin müvafiq persentil dəyərini ifadə edir.

Nisbi bias:

\[ \mathrm{Bias}(\%) = \frac{\mathrm{Median}_{bootstrap} - LD_{50}^{probit}} {LD_{50}^{probit}} \times 100 \]

Variasiya əmsalı:

\[ CV(\%) = \frac{SD_{bootstrap}} {\mathrm{Mean}_{bootstrap}} \times 100 \]

Mənbə ±%10 daxilindəki bias-ı əhəmiyyətsiz sistematik xəta göstəricisi, CV < %30 dəyərini isə qəbul edilə bilən dəqiqlik üçün istinad kimi müəyyən edir. Buna baxmayaraq, dörd kombinasiyadan üçündə CV %30-dan yuxarıdır: TiO₂/S. Typhimurium %65,25; ZnO/E. coli %47,55 və ZnO/S. Typhimurium %63,68. Buna görə model uyğunluğunun yüksək R² dəyərləri verməsi bütün bootstrap paylanmalarının dar və dəqiq olması demək deyil.

Toyuq leykositlərində sitouyğunluq

Gallus gallus domesticus periferik qan leykositləri 50, 100 və 500 µg/mL TiO₂ və ya ZnO ilə 24 saat inkubasiya edilib. Resazurin flüoresansı 530 nm eksitasiya və 590 nm emissiya ilə ölçülüb.

Mənbə hüceyrə canlılığını:

\[ \mathrm{Canlılık}(\%) = \frac{A_{sample}}{A_{negative}} \times 100 \]

şəklində müəyyən edir. Metod mətni flüoresans ölçümü aparıldığını bildirdiyi halda, formul izahı \(A\) dəyişənlərini “absorbance” adlandırır; bu kiçik terminoloji fərq mənbədə olduğu kimi qorunmalıdır.

TiO₂-də canlılıq bütün konsentrasiyalarda %90-dan yuxarı qalıb. ZnO-da 50 µg/mL-də təxminən %70-ə azalma müşahidə olunduğu halda, 100 və 500 µg/mL-də dəyərlər yenidən təxminən %100 səviyyəsinə gəlib. Buna görə ZnO nəticəsi klassik monoton “konsentrasiya artdıqca toksiklik artır” nümunəsi deyil.

Artemia salina kəskin toksiklik təcrübəsi

On A. salina naupliusundan ibarət təcrübə vahidləri sintetik dəniz suyunda nanohissəciklərə 24 saat məruz qoyulub. Mənbə ölüm faizini:

\[ \mathrm{Mortalite}(\%) = \frac{\mathrm{Ölü\ nauplius\ sayısı}} {\mathrm{Başlangıçtaki\ toplam\ nauplius\ sayısı}} \times 100 \]

kimi hesablayıb.

TiO₂-də ölüm 0–4 mg/mL aralığında %5-dən aşağı, 8 mg/mL ətrafında təxminən %10 və 16 mg/mL-də təxminən %16,5 olub. ZnO-da dəyər 4 mg/mL-ə qədər %5-dən aşağı, 16 mg/mL-də təxminən %10 səviyyəsində qalıb. Mənbənin istifadə etdiyi təsnifatda heç bir şərait %50 “toksik” həddinə çatmayıb.

Bu assay yalnız 24 saatlıq kəskin Artemia reaksiyasını təmsil edir. İnsan toksikliyi, xroniki ekotoksiklik, bioakkumulyasiya və ya uzunmüddətli immun təsirlər haqqında birbaşa nəticə çıxarmaq olmaz.

Molekulyar docking eksperimental antibakterial mexanizmi sübut edirmi?

Xeyr. Docking yalnız seçilmiş blueberry polifenollarının DNA giraz zülal strukturları ilə hesablama yolu ilə hansı geometriya və enerji ilə bağlana biləcəyini proqnozlaşdırır; real bakteriyada GyrB inhibisiyası, hüceyrədaxili liqand konsentrasiyası və ya nanohissəcik səthindən polifenol buraxılması bu tədqiqatda birbaşa biokimyəvi olaraq ölçülməyib.

Docking üsulu

Molekulyar docking üçün AutoDock Vina 1.2.0 istifadə olunub. Liqand strukturları PubChem-dən götürülüb, Avogadro 1.2.0 ilə MMFF94 qüvvə sahəsi və Steepest Descent alqoritmi istifadə edilərək enerji minimizasiyasına məruz qoyulub.

E. coli DNA giraz strukturu üçün mənbə PDB ID 6KZV-dən istifadə edib. S. Typhimurium üçün mənbə “GyrB-P0A2I3” və “GyrA-P37411” identifikatorlarını verir. Verianla bu identifikatorları mənbədə yazıldığı kimi qoruyur və xarici təsdiq olmadan fərqli verilənlər bazası identifikatoru kimi yenidən təsnif etmir.

E. coli docking nəticələri

E. coli bölməsində GyrA qarşılıqlı təsirləri üçün siyanidin −6,99 kcal/mol, malvidin −7,52 kcal/mol və kversetin −7,0 kcal/mol bağlanma enerjiləri raport edilib. Mənbə bu birləşmələrin nəzarət inhibitoru simocyclinone ilə eyni kritik qalıqları məhdud dərəcədə paylaşması səbəbindən daha yüksək affinitet və spesifiklik üçün struktur optimizasiyasına ehtiyac ola biləcəyini bildirir.

Salmonella Typhimurium docking nəticələri

S. Typhimurium-da qiymətləndirilən polifenollar GyrA üçün aydın qarşılıqlı təsir göstərməyib, GyrB tərəfində isə siyanidin-3-qlükozid və kversetin təxminən −8,5 kcal/mol ilə seçilib. Mənbə kversetinin Arg480, Phe262 və Asp313 kimi aktiv sahədən kənar qalıqlarla qarşılıqlı təsirini mümkün allosterik mexanizm kimi müzakirə edib.

Tədqiqatın daha ümumi GyrB qiymətləndirilməsində kversetin −8,4, C3G −7,8, malvidin −7,1 və siyanidin −6,2 kcal/mol dəyərləri raport edilir. Bu bölmə-spesifik hesablama nəticələri vahid növlərarası universal sıralama kimi birləşdirilməməlidir.

Təklif olunan çoxsaylı antibakterial mexanizm

Mənbə üç mexanizmin birlikdə rol oynaya biləcəyini təklif edir:

• metal oksid səthindən ROS əmələ gəlməsi və ZnO üçün Zn²⁺ buraxılması ilə oksidləşdirici/membran stresi,
• azad ola biləcək blueberry polifenollarının GyrB kimi fermentlərlə və ya membran lipidləri ilə qarşılıqlı təsiri,
• fitokimyəvi–membran qarşılıqlı təsirlərinin nanohissəcik təmasını və ya qəbulunu asanlaşdırması.

Bu çoxsaylı mexanizm mənbə tərəfindən “mümkün sinerji” kimi təqdim olunur. Tədqiqat bu üç komponenti ayrı-ayrı təcrübələrlə bloklayaraq töhfələrini kəmiyyətcə həll etməyib.

In silico dərmanabənzərlik və toksiklik

SwissADME, pkCSM və ProTox-III istifadə edilərək C3G, siyanidin, malvidin və kversetin üçün hesablama xassələri qiymətləndirilib. Kversetin ölçü, polyarlıq və çeviklik baxımından dörd birləşmə arasında nisbətən ən əlverişli profilə yaxınlaşdığı halda həllolma məhdudiyyəti davam edir. C3G yüksək polyar səth sahəsinə görə bioloji membran keçidində daha güclü məhdudiyyətlər göstərir.

Bunlar eksperimental heyvan toksikologiyası nəticələri deyil; hesablama proqnozlarıdır. “Aktiv/qeyri-aktiv” təsnifatı real klinik təhlükəsizliyin və ya orqan toksikliyinin sübutu kimi şərh edilə bilməz.

Tədqiqatın dəstəklədiyi

Tədqiqat blueberry ekstraktının həm mövcud TiO₂ səthinin fitokimyəvi modifikasiyasında, həm də ZnO-nun qələvi əmələ gəlməsində istifadə oluna bildiyini; iki oksidin fərqli morfoloji, kolloidal və bioloji davranış göstərdiyini eksperimental olaraq dəstəkləyir.

ZnO-nun sınaqdan keçirilən iki Qram-mənfi bakteriyada TiO₂-yə nisbətən daha aşağı MIC dəyərləri və daha yüksək böyümə inhibisiyası göstərməsi əsas nəticə cədvəli ilə dəstəklənir. TiO₂-nin toyuq leykositlərində yüksək canlılıq göstərməsi də birbaşa eksperimental tapıntıdır.

Tədqiqatın dəstəkləmədiyi

Tədqiqat insanlarda təhlükəsiz istifadəni sübut etmir. Klinik infeksiya müalicəsi aparılmayıb. Antibiotik müqavimətini klinik olaraq aradan qaldırdığı göstərilməyib. Uzunmüddətli nanohissəcik toplanması, xroniki ekoloji toksiklik və ya insan immun təsirləri sınaqdan keçirilməyib.

ROS istehsalı, Zn²⁺ buraxılması və GyrB inhibisiyasının eksperimental antimikrob effektivliyin kəmiyyətcə nə qədərini izah etdiyi müəyyən edilməyib. Docking fermentin birbaşa inhibə olunduğunun sübutu deyil.

Həmçinin blueberry ekstraktındakı fərdi polifenolların konsentrasiyaları kəmiyyətcə müəyyən edilmədiyi üçün müəyyən polifenol miqdarı ilə material performansı arasında doza–cavab korrelyasiyası qurmaq olmur.

Mənbədaxili hesabat fərqləri

• Abstract: TiO₂ kristallit ölçüsü 12,8 nm; əsas XRD Cədvəl 2: təxminən 49,98 nm.
• Abstract: ZnO kristallit ölçüsü 18,2 nm; bu dəyər əsas nəticələr cədvəlində eyni şəkildə yenidən göstərilmir.
• Abstract: ZnO MIC 0,5–1 mg/mL, TiO₂ MIC 8–16 mg/mL; əsas Cədvəl 4: ZnO 2/1 mg/mL, TiO₂ 8/4 mg/mL.
• DLS izahı ZnO və TiO₂-nin “statistik olaraq fərqli olmadığını” deyərkən p < 0,05 yazır; Cədvəl 3 eyni hərf qruplaşdırması ilə fərq olmadığını işarə edir.
• ZnO həssaslıq şərhində mənbə E. coli-ni daha həssas adlandırır; probit həddi bunu dəstəklədiyi halda MIC dəyəri S. Typhimurium üçün daha aşağıdır.
• Probit analizi %50 böyümə inhibisiyasını modelləşdirməsinə baxmayaraq, mənbə metrikanı “LD₅₀/median lethal dose” adlandırır.

Mənbə və Metod Qeydi

Orijinal tədqiqat: Polyphenol-Mediated Green Synthesis of TiO2 and ZnO Nanoparticles from Vaccinium corymbosum: Integrating Structural Characterization, Antimicrobial Mechanisms, and Cytocompatibility Assessment.

Müəlliflər: Iván Balderas-León; Martha Reyes-Becerril; Martín Zermeño-Ruiz; Luis Miguel Anaya-Esparza; Ian Vitola; Omar Fabela-Sánchez; Carlos Arnulfo Velázquez-Carriles; Miguel Ángel López-Álvarez; Azucena Herrera-González; César Ricardo Cortez-Álvarez; Jorge Manuel Silva-Jara.

Məsul müəlliflər: Miguel Ángel López-Álvarez və Jorge Manuel Silva-Jara.

Qurumlar: Universidad de Guadalajara nəzdində CUTlaquepaque, CUCEI, CUAltos və CUTlajomulco bölmələri; Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste (CIBNOR); IxM SECIHTI—Centro de Investigación en Química Aplicada və əlaqəli tədqiqat bölmələri.

Jurnal: Chemistry.

Nəşriyyat: MDPI.

Biblioqrafik qeyd: Chemistry, 2026, 8(5), Məqalə 61.

DOI: 10.3390/chemistry8050061.

Nəşr tarixi: 3 may 2026.

Alınma / reviziya / qəbul: 26 fevral 2026 / 18 aprel 2026 / 28 aprel 2026.

Məqalə növü: Article; eksperimental nanomaterial, antimikrob və toksikoloji qiymətləndirməni hesablama docking/ADMET komponentləri ilə birləşdirən tədqiqat.

Rəyçilik: Chemistry, MDPI tərəfindən nəşr olunan beynəlxalq rəyli açıq girişli elmi jurnaldır.

Rəsmi versiya tarixçəsi: MDPI qeydlərində 3 may 2026 tarixli Version of Record-dan sonra 22 may 2026-da Updated version of record və 3 sentyabr 2026-da HTML yeniləməsi yer alır.

Lisenziya: Creative Commons Attribution (CC BY). Mənbə PDF lisenziyanın versiya nömrəsini ayrıca göstərmədiyi üçün burada versiya nömrəsi təxmin edilməyib.

Blueberry ekstraktı: 1 g dondurularaq qurudulmuş toz / 100 mL distillə edilmiş su; 90 °C, 15 dəqiqə, 400 rpm; sentrifuqa 14.000 × g, 15 dəqiqə, 25 °C.

TiO₂ işlənməsi: Əvvəlcədən mövcud qida dərəcəli TiO₂ suspenziyası blueberry ekstraktı ilə işlənib, 60 °C-də bir saat saxlanıb, sentrifuqa/yuma sonrası 80 °C-də qurudulub. Bu qol de novo TiO₂ prekursor sintezi deyil.

ZnO sintezi: 10 mM ZnCl₂; 1 M NaOH ilə pH 12; blueberry ekstraktının əlavə edilməsi; 60 °C-də bir saat; çökdürmə, sentrifuqa, yuma və 80 °C-də qurutma.

Struktur/kimyəvi üsullar: HPLC, FTIR, XRD, XPS, Raman, TEM, SEM, DLS, zeta potensialı və UV–Vis/Tauc analizi.

Antimikrob modellər: Uropatogen Escherichia coli və Salmonella Typhimurium.

Nanohissəcik konsentrasiya aralığı: 0,25–16 mg/mL.

MIC/MBC üsulu: Resazurin və Mueller–Hinton agar yenidən kultivasiya.

Statistika: Shapiro–Wilk, Levene, bir və ya iki istiqamətli ANOVA, Dunnett/Tukey çoxsaylı müqayisələri; p < 0,01 və ya p < 0,00001 əhəmiyyətlilik hədləri; bootstrap paylanmaları üçün Welch t-testi α=0,05.

Probit: Abbott-düzəlişli inhibisiya nisbətləri, log₁₀ konsentrasiya və çəkili ən kiçik kvadratlar.

Bootstrap: Planlaşdırılan 1000 təkrardan 994-ü yaxınlaşıb; ümumi yaxınlaşma %99,4.

Sitouyğunluq modeli: Yumurtlayan toyuq (Gallus gallus domesticus) periferik qan leykositləri; 50, 100 və 500 µg/mL; 24 saat.

Ekotoksiklik skrininqi: Artemia salina, 24 saatlıq kəskin ölüm assay-i.

Docking: AutoDock Vina 1.2.0; liqand optimizasiyası Avogadro 1.2.0 və MMFF94.

Dərmanabənzərlik/toksiklik proqnozu: SwissADME, pkCSM və ProTox-III.

Etika: Toyuq qanı istifadə edilən heyvan prosedurları CIBNOR Research Ethics Committee tərəfindən CIBNOR-CEI-2024-07 kodu ilə təsdiqlənib; NOM-062-ZOO-1999 və NOM-087-ECOL-SSA1-2002 qaydalarına riayət edildiyi bildirilib.

Maliyyələşdirmə: Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías (CUCEI), Centro Universitario de Tlaquepaque (CUTlaquepaque), Universidad de Guadalajara və SECIHTI; postdoctoral scholarship CVU 588976.

Məlumat əlçatanlığı: Tədqiqatın orijinal töhfələrinin məqalə daxilində olduğu və əlavə sualların məsul müəlliflərə yönəldilə biləcəyi bildirilib.

Maraqlar toqquşması: Müəlliflər maraqlar toqquşması bildirməyiblər.

Generativ süni intellekt bəyanatı: Birinci müəllif məqalənin hazırlanması zamanı oxunaqlığı yaxşılaşdırmaq və Şəkil 3 dizaynına kömək etmək məqsədilə ChatGPT istifadə etdiyini bildirib. Müəlliflər çıxışı nəzərdən keçirib redaktə etdiklərini və nəşr məzmununa görə məsuliyyət daşıdıqlarını bildiriblər.

Müəllif töhfələri: Konseptuallaşdırma: I.B.-L., J.M.S.-J., M.Á.L.-Á.; metod: I.B.-L., M.Á.L.-Á., J.M.S.-J., M.Z.-R., I.V., M.R.-B., O.F.-S., A.H.-G.; proqram təminatı: I.B.-L., M.Z.-R., J.M.S.-J., M.Á.L.-Á.; yoxlama: J.M.S.-J., L.M.A.-E., M.Á.L.-Á.; formal analiz: C.A.V.-C., I.V., C.R.C.-Á., L.M.A.-E.; tədqiqat: I.B.-L., J.M.S.-J.; resurslar: J.M.S.-J., M.Á.L.-Á.; məlumat kurasiyası: I.B.-L., C.R.C.-Á.; ilk qaralama: I.B.-L., J.M.S.-J.; nəzərdən keçirmə/redaktə: C.A.V.-C., C.R.C.-Á., L.M.A.-E.; vizuallaşdırma: J.M.S.-J.; nəzarət: J.M.S.-J., M.Á.L.-Á.; layihə idarəçiliyi: I.B.-L., J.M.S.-J., M.R.-B., L.M.A.-E., O.F.-S., C.A.V.-C., M.Á.L.-Á., A.H.-G.; maliyyələşdirmənin təmin edilməsi: J.M.S.-J. və M.Á.L.-Á.

Əsas elmi məhdudiyyətlər: Fərdi polifenolların kəmiyyət konsentrasiyalarının olmaması; TiO₂ və ZnO istehsal yollarının metodoloji baxımdan ekvivalent olmaması; yalnız iki bakterial model; ROS və Zn²⁺ buraxılmasının birbaşa kəmiyyət mexanizm testinin aparılmaması; uzunmüddətli sitotoksiklik/immunotoksikliyin olmaması; insan və ya klinik tədqiqatın olmaması; yüksək PDI və məhdud kolloidal sabitlik; real tətbiq/örtük mühitinin sınaqdan keçirilməməsi; docking nəticələrinin eksperimental GyrB inhibisiya assay-i ilə təsdiqlənməməsi; miqyas böyütmə və proses iqtisadiyyatının sınaqdan keçirilməməsi.

Mənbədaxili hesabat xəbərdarlıqları: Abstract ilə əsas XRD kristallit ölçüləri, abstract ilə Table 4 MIC dəyərləri, DLS “fərq yoxdur/p < 0,05” ifadəsi və ZnO həssaslıq sıralamasında metrikalar arasında uyğunsuzluqlar mövcuddur. Verianla bu fərqləri səssizcə birləşdirməyib.

Vizual istifadə qeydi: Mənbə TEM/SEM görüntüləri eksperimental raster sübutdur və generativ şəkildə təqlid edilməməlidir. HPLC, XRD, DLS, MIC/MBC və probit məlumatları kifayət qədər mənbə dəyəri olduqda orijinal Verianla qrafik/cədvəl formatında yenidən çəkilə bilər. Şəkil 1 və Şəkil 3 kimi proses/mexanizm görüntüləri piksel surəti əvəzinə semantik olaraq ekvivalent müstəqil sxem şəklində yenidən qurula bilər.