Бул изилдөө Vaccinium corymbosum, башкача айтканда blueberry/бийик бадалдуу көк мөмө экстрактындагы полифенолдордун TiO₂ жана ZnO металл оксиди нанобөлүкчөлөрүнүн беттик химиясына, түзүлүшүнө, антимикробдук жүрүм-турумуна жана цитошайкештигине тийгизген таасирин салыштырат. Өсүмдүк аркылуу металл оксиди наноматериалдарын алуу — өсүмдүк фитохимиялык заттары металл түрлөрүнүн түзүлүшүндө, бөлүкчөлөрдүн өсүшүндө же бар болгон бөлүкчө беттеринин турукталышында иш аткарган био-жардамчы материал даярдоо ыкмасы. Бирок бул изилдөөдө эки оксид бирдей жол менен алынган эмес: ZnO ZnCl₂ ден pH 12 шартында щелочтук чөктүрүү аркылуу түзүлсө, TiO₂ багытында алдын ала бар болгон азык-түлүк класстагы TiO₂ blueberry экстракты менен иштетилип, полифенолдор аркылуу беттик модификацияга дуушар болгон. Түзүлүштүк мүнөздөмө XRD, FTIR, XPS, Raman, TEM/SEM, DLS жана UV–Vis ыкмалары менен; полифенол профили HPLC менен; антимикробдук активдүүлүк уропатогендик Escherichia coli жана Salmonella Typhimurium үстүндө; цитошайкештик болсо Gallus gallus domesticus перифериялык кан лейкоциттери жана Artemia salina модели менен бааланган. Негизги жыйынтык — ZnO өсүүнү күчтүүрөөк басаңдатса, TiO₂ туруктуураак цитошайкештик профилин көрсөткөн. Ошол эле учурда изилдөө адамдардагы клиникалык коопсуздукту, узак мөөнөттүү уулуулукту же чыныгы колдонуу чөйрөсүндөгү натыйжалуулукту далилдебейт.

HPLC профилдери blueberry экстрактында цианидин-3-глюкозид, цианидин, мальвидин жана кверцетинге шайкеш сигналдарды көрсөткөн. TiO₂ менен иштетүүдөн кийин бул чокулардын саны жана интенсивдүүлүгүнүн көбүрөөк азайышы фитохимиялык заттардын TiO₂ бетинде күчтүүрөөк адсорбция/иммобилизация болушу же өзгөрүүгө учурашы менен байланыштырылған. ZnO алынгандан кийинки суюк фазада болсо баштапкы полифенол сигналдарынын көбүрөөк бөлүгү сакталган. Булак бул айырманы ZnO нун pH көзөмөлүндөгү Zn²⁺ → Zn(OH)₂ → ZnO түзүлүү механизми менен TiO₂ деги бетке жүктөлүү механизминин айырмасы аркылуу түшүндүрөт.

Негизги антимикробдук жыйынтыктар таблицасында TiO₂ үчүн MIC маанилери E. coli да 8 mg/mL жана S. Typhimurium да 4 mg/mL; ZnO үчүн тиешелүүлүгүнө жараша 2 жана 1 mg/mL. Төрт комбинациянын баарында MBC мааниси сыналган эң жогорку 16 mg/mL концентрациядан жогору бойдон калган. Ошондуктан бөлүкчөлөр изилдөө шартында өсүүнү күчтүү басаңдатканы менен, толук бактерициддик таасир 16 mg/mL ге чейин тастыкталган эмес.

Булакта маанилүү отчеттук айырмачылыктар бар. Abstract бөлүмүндө ZnO MIC 0,5–1 mg/mL жана TiO₂ MIC 8–16 mg/mL деп берилсе, негизги Таблица 4 тиешелүүлүгүнө жараша 2/1 жана 8/4 mg/mL деп билдирет. Ушундай эле, abstract TiO₂ кристаллит өлчөмүн 12,8 nm деп көрсөтсө, негизги XRD Таблица 2 болжол менен 49,98 nm деп отчет берет. Бул маанилер Verianla тарабынан бир “түзөтүлгөн” жыйынтыкка бириктирилген эмес.

Металл оксиди нанобөлүкчөлөрү микроорганизмдер менен бир нече физика-химиялык жол аркылуу өз ара аракеттене алгандыктан, антимикробдук материалдарды изилдөөдө кеңири каралат. TiO₂ жана ZnO — беттик реактивдүүлүк, реактивдүү кычкылтек түрлөрү менен байланышкан химия, клетка мембранасы менен физикалык өз ара аракеттенүү жана өзгөчө ZnO үчүн Zn²⁺ бөлүнүп чыгышы сыяктуу механизмдер аркылуу антибактериялык таасир бере ала турган эки маанилүү жарым өткөргүч оксид.

Бирок жогорку беттик реактивдүүлүк бактериялар үчүн гана маанилүү эмес. Ушул эле касиеттер эукариоттук клеткаларда кычкылдануу стрессин же мембрана жабыркашын жаратышы мүмкүн. Ошондуктан антимикробдук көрсөткүчтү жалгыз өлчөө жетишсиз; материалдын түзүлүштүк касиеттери, коллоиддик жүрүм-туруму жана цитошайкештиги да ошол эле эксперименттик алкакта бааланышы керек.

Бул изилдөөнүн адабияттагы боштугу дал ушул жерде көрүнөт. Vaccinium түрлөрүнөн алынган экстракттар менен металл же металл оксиди нанобөлүкчөлөрүн алуу мурда каралган болсо да, иштердин олуттуу бөлүгү бөлүкчөнүн түзүлүшү жана негизги антимикробдук скрининг менен чектелген. Бир эле ботаникалык экстракттын эки башка металл оксиди системасындагы түзүлүштүк жана биологиялык таасирин HPLC, катуу-абалдык мүнөздөмө, клеткалык уулуулук жана молекулярдык docking менен бирге изилдеген интеграцияланган иштер азыраак.

Blueberry полифенолдору TiO₂ жана ZnO нанобөлүкчөлөрүнө бирдей таасир этеби?

Жок. Булак маалыматтары blueberry полифенолдору TiO₂ де негизинен алдын ала бар болгон оксид бетине адсорбция/иммобилизация аркылуу байланышаарын, ZnO системасында болсо щелочтук Zn²⁺ гидролиз–конденсациясы менен түзүлгөн бөлүкчөлөрдүн өсүшүнө жана беттик турукталышына таасир этүүчү комплекстөөчү/capping компоненттер катары жүрөрүн көрсөтөт.

Blueberry экстракты кантип даярдалган?

Жергиликтүү базардан агро-өнөр жай кошумча продуктусу катары алынган төмөн коммерциялык класстагы жаңы blueberry мөмөлөрү адегенде тоңдуруп кургатылган. Кургатылган материал майдаланып; 1 g порошок 100 mL дистилденген суу менен аралаштырылып, 90 °C де 15 мүнөт бою 400 rpm ылдамдыкта аралаштырылган. Бөлмө температурасына чейин муздатылган аралашма 25 °C де 14.000 × g менен 15 мүнөт центрифугаланып, Whatman No. 1 чыпкасынан өткөрүлүп, янтарь түстүү бөтөлкөдө 4 °C де сакталган.

HPLC кайсы полифенолдорду көзөмөлдөгөн?

Фитохимиялык профиль Agilent 1120 Compact HPLC системасында UV аныктоо менен 350 nm де жүргүзүлгөн. Phenomenex Luna C18 колонкасы 40 °C де колдонулуп, идентификация максатында цианидин-3-глюкозид, цианидин, мальвидин жана кверцетин стандарттарынын кармалуу убакыттары салыштырылган.

Иштетүүгө чейинки экстракт бул кошулмалар менен байланышкан көптөгөн ачык чокуларды көрсөткөн. TiO₂ менен иштетүүдөн кийин чокулардын саны жана интенсивдүүлүгү кыйла азайган. Булак муну полифенолдордун сарпталышы, химиялык өзгөрүшү же TiO₂ бетинде иммобилизацияланышы менен байланыштырат. ZnO алынгандан кийин болсо чокулардын көбүрөөк бөлүгү интенсивдүүлүгү төмөн болсо да суюк фазада калган.

Бул талдоо сапаттык профилдөөнү берет. Макаланын өз чектөөлөр бөлүмүндө айрым фенолдук кошулмалардын сандык концентрациялары аныкталбаганы маанилүү кемчилик катары көрсөтүлгөн. Ошондуктан “кверцетиндин белгилүү өлчөмү мынча антибактериялык салым кошту” деген түрдөгү сандык себептик байланыш түзүүгө болбойт.

TiO₂ багытында чындыгында эмне жасалган?

TiO₂ тажрыйбасында баштапкы материал буга чейин эле азык-түлүк класстагы TiO₂ болгон. 1 × 10⁻³ M концентрациядагы 90 mL TiO₂ суспензиясы бөлмө температурасында эки саат аралаштырылып, андан кийин 10 mL blueberry экстракты кошулуп дагы эки саат аралаштырылган жана система 60 °C де бир саат ысытылган. Продукт 10.000 rpm де 15 мүнөт центрифугалоо менен жыйналып, деиондоштурулган суу менен жуулуп, 80 °C де түн бою кургатылган.

Ошондуктан TiO₂ багытын “Ti прекурсорунан жаңы TiO₂ кристаллдарын өсүмдүк аркылуу калыбына келтирүү менен синтездөө” деп көрсөтүү туура эмес. Булактын FTIR талкуусу да preformed TiO₂ бетинде фитохимиялык заттардын суутек байланышы жана Ti–OH топтору менен координация аркылуу жүргөн беттик импрегнация/жүктөлүү моделин колдойт.

ZnO кантип алынган?

ZnO багытында 90 mL, 10 mM ZnCl₂ эритмеси бөлмө температурасында 20 саат аралаштырылган. Андан кийин 1 M NaOH тамчылатып кошулуп pH 12 ге жеткирилген, 10 mL blueberry экстракты кошулуп, аралашма 60 °C де бир саат аралаштырылган. Чөккөн продукт 10.000 rpm де 15 мүнөт центрифугаланып, жуулуп, 80 °C де түн бою кургатылган.

Булак сунуштаган химиялык алкакта ZnO түзүлүшү негизинен Zn²⁺ → Zn(OH)₂ → ZnO щелочтук гидролиз/конденсация катарында жүрөт. Полифенолдор бул процессте негизинен металл иондору менен комплекс түзгөн, бөлүкчө бетине байланышкан жана өсүү/турукталышка таасир эткен компоненттер катары бааланган.

FTIR эмнени көрсөттү?

Blueberry экстрактында болжол менен 3300–3400 cm⁻¹ аймагындагы кең тилке фенолдук O–H термелүүлөрү менен; болжол менен 2920 cm⁻¹ алифаттык C–H, 1600–1700 cm⁻¹ карбонил/ароматтык C=C жана болжол менен 1200–1000 cm⁻¹ C–O/C–O–C термелүүлөрү менен байланыштырылған.

ZnO үлгүсүндө гидроксил жана карбонил тилкелеринин алсыроосу/жылышы фитохимиялык лиганддардын Zn түрлөрү менен өз ара аракеттенүүсүнө байланыштырылган; 600 cm⁻¹ ден төмөн өзгөчөлүктөр Zn–O тор термелүүлөрүн колдогон. TiO₂ де болсо blueberry экстрактына тиешелүү органикалык тилкелердин жарым-жартылай сакталышы полифенолдор толук сарпталгандан көрө бар болгон оксид бетинде кармалып турат деген көз карашты колдогон.

XRD кристаллдык түзүлүштү кантип ырастаган?

XRD үлгүлөрү TiO₂ нин anatase фазасын, ZnO нун болсо гексагоналдык wurtzite түзүлүшүн колдогон. TiO₂ үчүн басымдуу (101) чагылуу болжол менен 25° 2θ аймагында; ZnO үчүн басымдуу (101) чагылуу болжол менен 36° аймагында байкалган. Булак негизги үлгүлөрдө ачык экинчи фаза же кошулма чокулары байкалбаганын билдирет.

TiO₂ кристаллдуулук катышы төмөнкү аянт катышы менен эсептелген:

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

Азык-түлүк класстагы TiO₂ үчүн кристаллдуулук %77,07, blueberry менен иштетилген TiO₂ үчүн %88,01 деп отчет берилген.

Кристаллит өлчөмү үчүн булак Scherrer байланышын колдонгон:

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

Бул жерде D кристаллит өлчөмү, λ колдонулган рентген нурунун толкун узундугу, β тандалган дифракция чокусунун туурасы жана θ Bragg бурчу. Негизги Таблица 2 азык-түлүк класстагы TiO₂ үчүн болжол менен 54,12 nm, иштетилген TiO₂ үчүн болжол менен 49,98 nm берет. Abstract бөлүмүндөгү 12,8 nm TiO₂ мааниси муну менен дал келбегендиктен, бир эле тастыкталган кристаллит өлчөмү катары бириктирилбеши керек.

XPS беттик химия жөнүндө эмне деди?

Ti 2p спектринде болжол менен 458,6 жана 464,1 eV деги эки чоку Ti⁴⁺ абалы менен; Zn 2p спектринде болжол менен 1022,9 жана 1046 eV деги чокулар Zn²⁺ менен байланыштырылган.

TiO₂ нин O 1s сигналы болжол менен 529,4 eV тор кычкылтеги жана болжол менен 531 eV беттик гидроксил компоненти катары бөлүнгөн; аянт катыштары тиешелүүлүгүнө жараша %69,7 жана %30,3 деп бааланган. ZnO до да ушундай эле болжол менен 529,5 жана 530,9 eV компоненттери ажыратылган.

Булак беттик -OH/дефекттүү кычкылтек компоненттери ROS түзүлүшү менен байланыштуу болушу мүмкүн экенин талкуулайт; бирок бул макалада ROS өлчөмү өзүнчө химиялык assay менен түз өлчөнгөн эмес. Демек XPS жыйынтыктары беттик химиянын көрсөткүчү, антимикробдук ROS түзүлүшүнүн түз сандык өлчөмү эмес.

Raman талдоосу эмнени ырастаган?

TiO₂ Raman спектри anatase фазасына шайкеш 145, 398, 517 жана 635 cm⁻¹ аймагында мүнөздүү термелүүлөрдү көрсөткөн. 145 cm⁻¹ тилкесиндеги кеңейүү/кызыл жылыш жана болжол менен 795 cm⁻¹ деги алсыз тилке нанокристаллдуулук/дефект жана кычкылтек боштуктары менен байланыштырылган.

ZnO үчүн болжол менен 437 cm⁻¹ деги E₂(high) режими wurtzite тартибинин маанилүү белгиси катары билдирилген; болжол менен 580 cm⁻¹ деги E₁(LO) компоненти кычкылтек боштуктары жана цинктин аралык-түйүн дефекттери менен байланыштырылган.

TEM жана SEM морфологиясы

TiO₂ сүрөттөрүндө негизинен шар сымал/жарым шар сымал баштапкы түзүлүштөр жана ачык агрегация байкалган. Сүрөткө негизделген TiO₂ диаметрлери 4,5–207,5 nm аралыгында кең таралууга ээ болуп, орточо диаметри болжол менен 85,1 nm; бөлүкчөлөрдүн көбү 50–100 nm аймагында.

ZnO болсо учтуу кырлуу, үч бурчтук сымал/жылдыз сымал суббирдиктерден түзүлгөн иерархиялык гүл сымал түзүлүштөрдү пайда кылган. Булак орточо узундукту болжол менен 677 nm жана “petal width” калыңдыгын болжол менен 240 nm деп билдирет. Бул маанилер бүт агрегаттын/морфологиянын өлчөмдөрү; “nanoscale” деген сөз айырмалана турган кичирээк суббирдиктер үчүн колдонулат.

DLS эмне үчүн TEM ден чоңураак өлчөм берди?

DLS гидродинамикалык диаметрди өлчөйт; кристалл өзөгүн гана эмес, суюктукта бөлүкчө менен бирге кыймылдаган гидратация катмарын, органикалык беттик каптаманы жана жумшак агрегацияны да камтыйт. Ошондуктан DLS маанилери XRD кристаллит же TEM баштапкы түзүлүш өлчөмдөрүнөн чоңураак болушу күтүлөт.

TiO₂ жана ZnO үчүн PDI маанилеринин болжол менен 0,75 болушу кең жана гетерогендүү гидродинамикалык өлчөм таралышын көрсөтөт. Бардык зета-потенциалдардын ±30 mV дан төмөн болушу болсо күчтүү электростатикалык туруктуулуктун ордуна агрегацияга ачык, чектелүү коллоиддик туруктуулукту билдирет.

Оптикалык тилке аралыктары

UV–Vis/Tauc талдоосунда азык-түлүк класстагы TiO₂ үчүн болжол менен 3,37 eV, blueberry менен иштетилген TiO₂ үчүн болжол менен 3,29 eV жана ZnO үчүн болжол менен 3,25 eV тилке аралыгы билдирилген. TiO₂ иштетүүдөн кийинки кичине кызыл жылыш булак тарабынан кычкылтек боштуктары же өлчөм/дефекттен келип чыккан электрондук абалдар менен байланыштырылған.

ZnO күчтүүрөөк антибактериялык көрүнгөндө, эмне үчүн TiO₂ цитошайкеширээк көрүндү?

Изилдөөнүн эксперименттик жыйынтыктарында ZnO төмөнүрөөк MIC жана жогорураак өсүү басаңдатуу менен айырмаланса, TiO₂ тоок лейкоциттеринде бардык сыналган концентрацияларда %90 дан жогору жашоо жөндөмүн көрсөткөн; булак бул натыйжалуулук–коопсуздук айырмасын ZnO нун гүл сымал морфологиясы, жогорку беттик реактивдүүлүгү, Zn²⁺ бөлүнүп чыгышы жана ROS менен байланышкан механизмдери менен, TiO₂ нин болсо көбүрөөк шар сымал жана салыштырмалуу азыраак реактивдүү морфологиясы менен байланыштырат, бирок бул механизмдердин баары түз өлчөнгөн эмес.

ZnO нун учтуу жана иерархиялык морфологиясы жеткиликтүү бет аянтын чоңойтуп, бактериялык мембрана менен тыгыз байланыш мүмкүнчүлүгүн күчөтүшү мүмкүн. Zn²⁺ бөлүнүп чыгышы да ZnO го TiO₂ де жок кошумча химиялык таасир каналын берет. Ал эми TiO₂ нин жылмакайыраак, агрегацияланган шар сымал түзүлүшү төмөнүрөөк беттик реактивдүүлүк менен байланыштырылған.

Бул түшүндүрмөлөр эксперименттик антибактериялык натыйжаларга шайкеш, бирок изилдөө морфология, Zn²⁺ бөлүнүп чыгышы жана ROS салымын өз-өзүнчө бөлгөн механисттик абляция тажрыйбаларын жүргүзгөн эмес. Ошондуктан “ZnO нун артыкчылыгынын мынча пайызы ROS, мынча пайызы ион бөлүнүшү менен түшүндүрүлөт” деген сандык себептик ажыратуу мүмкүн эмес.

Изилдөөнүн Ыкмасы жана Жыйынтыктары

Антимикробдук эксперимент дизайны

Уропатогендик E. coli жана S. Typhimurium колониялары LB broth ичинде 37 °C жана 250 rpm шартында болжол менен 0,5 McFarland, болжол менен 10⁶ CFU/mL деңгээлине чейин өстүрүлгөн.

TiO₂ жана ZnO суспензиялары Mueller–Hinton broth ичинде 0,25–16 mg/mL аралыгында сериялык суюлтулуп, 96 уячалуу пластинкаларда бактериялык инокулум менен 37 °C де 18 саат инкубацияланган. Өсүү 595 nm де микропластинка окугуч менен өлчөнгөн.

MIC жана MBC кантип аныкталган?

Инкубациядан кийин 10 µL, 0,01 mg/mL resazurin эритмеси кошулуп, 37 °C де дагы 75 мүнөт инкубацияланган. Көктөн кызгылтка түс өзгөрүүсү байкалбаган эң төмөн концентрация MIC деп кабыл алынган.

MBC үчүн көрүнгөн өсүү болбогон уячалардан 20 µL алынып Mueller–Hinton агарга себилген; колония түзүлүшү байкалбаган эң төмөн концентрация MBC деп аныкталган.

Бул таблица өсүүнү токтотуу үчүн керектүү концентрация ZnO до төмөн экенин көрсөтөт. Бирок бир да комбинацияда 16 mg/mL ге чейин бактерициддик чек тастыкталган эмес. Ошондуктан булак өз шарттарында негизги таасирди бактериостатикалык деп түшүндүрөт.

Өсүүнү басаңдатуу

TiO₂ E. coli да 2 mg/mL де болжол менен %27 өсүү азайышын түзүп, 4 mg/mL жана андан жогорку концентрацияларда басаңдатуу %50 ден ашкан. S. Typhimurium үчүн TiO₂ менен 0,25–2 mg/mL аралыгында болжол менен %19–30, 4–16 mg/mL аралыгында болжол менен %70–72 басаңдатуу билдирилген.

ZnO күчтүүрөөк жооп берген. E. coli да 0,25 mg/mL де болжол менен %74 жана 16 mg/mL де болжол менен %91 өсүү азайышы отчет берилген. S. Typhimurium да 2 mg/mL чамасында болжол менен %93 максималдуу басаңдатуу, 16 mg/mL де болсо болжол менен %76 басаңдатуу билдирилген. Экинчи үлгүнүн монотондуу болбошу нанобөлүкчө агрегациясы, биологиялык өзгөрмөлүүлүк же эксперименттик системанын жүрүм-туруму жагынан маанилүү; булак муну жөнөкөй түз сызыктуу доза–жооп катары карабашы керек.

MIC, MBC жана изилдөөнүн “probit LD₅₀” метрикасы бир эле нерсени өлчөйбү?

Жок. MIC көрүнгөн бактериялык өсүүнү токтоткон эң төмөн концентрацияны, MBC кайра өстүргөндө колония түзүлүшүн токтоткон эң төмөн концентрацияны өлчөсө; булакта “probit LD₅₀” деп аталган маани Abbott-түзөтүлгөн өсүү басаңдатуусу %50 болгон математикалык концентрация чеги болуп саналат жана классикалык өлүмгө негизделген токсикологиялык LD₅₀ менен түздөн-түз барабар эмес.

Probit өзгөртүүсү

Булак адегенде басаңдатуу үлүшү \(P\) ни тескери нормалдык бөлүштүрүү функциясы менен probit бирдигине өзгөрткөн:

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

Бул жерде \(Y\) probit бирдиги, \(\Phi^{-1}\) стандарттык нормалдык бөлүштүрүүнүн тескери кумулятивдик функциясы жана \(P\) басаңдатуу үлүшү.

Концентрация логарифмдик шкалага өткөрүлүп, сызыктуу probit модель түзүлгөн:

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

\(\alpha\) кесилиш, \(\beta\) эңиш, \(C\) болсо mg/mL менен берилген нанобөлүкчө концентрациясы.

Probit = 5, башкача айтканда %50 басаңдатууга туура келген булак-аныктаган LD₅₀ төмөнкүдөй эсептелген:

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

Бул probit чектери менен түз MIC маанилеринин ортосундагы абдан чоң айырмачылыктар метрикалар бир эле биологиялык чечимди билдирбей турганын дагы көрсөтөт.

Bootstrap белгисиздиги

Ар бир дарылоо комбинациясы үчүн 1000 параметрсиз bootstrap кайталоосу пландалган; оң аныкталган Hessian матрицасы жана чектүү параметр шартына жооп берген 994 кайталоо, башкача айтканда %99,4 бөлүгү жакындашкан.

Bootstrap ишеним аралыгы булакта төмөнкүдөй аныкталган:

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

Бул жерде \(Q\) bootstrap баалоолорунун тиешелүү процентиль маанисин билдирет.

Салыштырмалуу bias:

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

Вариация коэффициенти:

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

Булак ±%10 ичиндеги bias ты маанилүү эмес системалык ката көрсөткүчү, CV < %30 маанисин болсо кабыл алынуучу тактык үчүн эталон деп аныктайт. Бирок төрт комбинациянын үчөөндө CV %30 дан жогору: TiO₂/S. Typhimurium %65,25; ZnO/E. coli %47,55 жана ZnO/S. Typhimurium %63,68. Демек моделдин ылайыктуулугу жогорку R² маанилерин бергени бардык bootstrap бөлүштүрүүлөрү тар жана так дегенди билдирбейт.

Тоок лейкоциттериндеги цитошайкештик

Gallus gallus domesticus перифериялык кан лейкоциттери 50, 100 жана 500 µg/mL TiO₂ же ZnO менен 24 саат инкубацияланган. Resazurin флуоресценциясы 530 nm козгоо жана 590 nm эмиссия менен өлчөнгөн.

Булак клетка жашоосун:

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

түрүндө аныктайт. Метод тексти флуоресценция өлчөнгөнүн айтса, формула түшүндүрмөсү \(A\) өзгөрмөлөрүн “absorbance” деп атайт; бул кичине терминологиялык айырма булакта кандай болсо ошондой сакталышы керек.

TiO₂ де жашоо жөндөмү бардык концентрацияларда %90 дан жогору калган. ZnO до 50 µg/mL де болжол менен %70 ке түшүү байкалса, 100 жана 500 µg/mL де маанилер кайра болжол менен %100 деңгээлине келген. Ошондуктан ZnO жыйынтыгы классикалык монотондуу “концентрация өскөн сайын уулуулук өсөт” үлгүсү эмес.

Artemia salina курч уулуулук тажрыйбасы

Он A. salina науплиусунан турган эксперименттик бирдиктер синтетикалык деңиз суусунда нанобөлүкчөлөргө 24 саат таасир эттирилген. Булак өлүмдүүлүктү:

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

түрүндө эсептеген.

TiO₂ де өлүм 0–4 mg/mL аралыгында %5 тен төмөн, 8 mg/mL чамасында болжол менен %10 жана 16 mg/mL де болжол менен %16,5 болгон. ZnO до маани 4 mg/mL ге чейин %5 тен төмөн, 16 mg/mL де болжол менен %10 деңгээлинде калган. Булак колдонгон классификацияда эч бир шарт %50 “уулуу” чегине жеткен эмес.

Бул assay 24 сааттык курч Artemia жоопту гана билдирет. Адамдагы уулуулук, өнөкөт экотоксикалуулук, биоаккумуляция же узак мөөнөттүү иммундук таасирлер боюнча түз жыйынтык чыгарууга болбойт.

Молекулярдык docking эксперименттик антибактериялык механизмди далилдейби?

Жок. Docking тандалган blueberry полифенолдору DNA гираза белок түзүлүштөрү менен эсептөөдө кандай геометрия жана энергия менен байланыша аларын гана болжолдойт; чыныгы бактерияда GyrB ингибициясы, клетка ичиндеги лиганд концентрациясы же нанобөлүкчө бетинен полифенол бөлүнүп чыгышы бул изилдөөдө түз биохимиялык өлчөнгөн эмес.

Docking ыкмасы

Молекулярдык docking үчүн AutoDock Vina 1.2.0 колдонулган. Лиганд түзүлүштөрү PubChem ден алынган, Avogadro 1.2.0 менен MMFF94 күч талаасы жана Steepest Descent алгоритми колдонулуп энергия минималдаштырылган.

E. coli DNA гираза түзүлүшү үчүн булак PDB ID 6KZV ни колдонгон. S. Typhimurium үчүн булак “GyrB-P0A2I3” жана “GyrA-P37411” идентификаторлорун берет. Verianla бул идентификаторлорду булакта жазылгандай сактайт жана тышкы текшерүүсүз башка маалымат базасынын идентификатору катары кайра классификациялабайт.

E. coli docking жыйынтыктары

E. coli бөлүмүндө GyrA өз ара аракеттенүүлөрү үчүн цианидин −6,99 kcal/mol, мальвидин −7,52 kcal/mol жана кверцетин −7,0 kcal/mol байланыш энергиялары билдирилген. Булак бул кошулмалар контролдук ингибитор simocyclinone менен бир эле критикалык калдыктарды чектелүү деңгээлде бөлүшкөндүктөн, жогорку аффинитет жана өзгөчөлүк үчүн түзүлүштүк оптималдаштыруу керек болушу мүмкүн экенин айтат.

Salmonella Typhimurium docking жыйынтыктары

S. Typhimurium да бааланган полифенолдор GyrA үчүн ачык өз ара аракеттенүү көрсөткөн эмес, GyrB тарабында болсо цианидин-3-глюкозид жана кверцетин болжол менен −8,5 kcal/mol менен айырмаланган. Булак кверцетиндин Arg480, Phe262 жана Asp313 сыяктуу активдүү борбордон тышкаркы калдыктар менен өз ара аракеттенүүсүн мүмкүн болгон аллостерикалык механизм катары талкуулаган.

Изилдөөнүн жалпыраак GyrB баалоосунда кверцетин −8,4, C3G −7,8, мальвидин −7,1 жана цианидин −6,2 kcal/mol маанилери отчет берилет. Бул бөлүмгө мүнөздүү эсептөө жыйынтыктары бир эле түр аралык универсалдуу рейтингге бириктирилбеши керек.

Сунушталган көп компоненттүү антибактериялык механизм

Булак үч механизм бирге роль ойношу мүмкүн экенин сунуштайт:

• металл оксиди бетинен ROS түзүлүшү жана ZnO үчүн Zn²⁺ бөлүнүп чыгышы менен кычкылдануу/мембрана стресси,
• бошонуп чыгышы мүмкүн болгон blueberry полифенолдорунун GyrB сыяктуу ферменттер же мембрана липиддери менен өз ара аракеттенүүсү,
• фитохимиялык–мембрана өз ара аракеттенүүлөрүнүн нанобөлүкчө байланышын же кабыл алынышын жеңилдетиши.

Бул көп компоненттүү механизм булак тарабынан “мүмкүн синергия” катары берилет. Изилдөө бул үч компонентти өзүнчө эксперименттер менен бөгөттөп, алардын салымдарын сандык түрдө чечмелеген эмес.

In silico дары-окшоштук жана уулуулук

SwissADME, pkCSM жана ProTox-III колдонулуп C3G, цианидин, мальвидин жана кверцетин үчүн эсептөөчү касиеттер бааланган. Кверцетин өлчөмү, полярдуулугу жана ийкемдүүлүгү жагынан төрт кошулманын арасында салыштырмалуу эң ыңгайлуу профилге жакындаса да, эригичтик чектөөсү сакталат. C3G жогорку полярдык бет аянтынан улам биологиялык мембранадан өтүүдө күчтүүрөөк чектөөлөрдү көрсөтөт.

Бул эксперименттик жаныбар токсикологиясынын жыйынтыктары эмес; эсептөөчү божомолдор. “Активдүү/активдүү эмес” классификациясын чыныгы клиникалык коопсуздуктун же орган уулуулугунун далили катары чечмелөөгө болбойт.

Изилдөө колдогон нерселер

Изилдөө blueberry экстракты бар болгон TiO₂ бетинин фитохимиялык модификациясында да, ZnO нун щелочтук түзүлүшүндө да колдонулушу мүмкүн экенин; эки оксид ар башка морфологиялык, коллоиддик жана биологиялык жүрүм-турум көрсөткөнүн эксперименттик түрдө колдойт.

ZnO сыналган эки Грам-терс бактерияда TiO₂ ге караганда төмөнүрөөк MIC маанилерин жана жогорураак өсүү басаңдатууну көрсөтүшү негизги жыйынтыктар таблицасы менен колдоого алынат. TiO₂ нин тоок лейкоциттеринде жогорку жашоо жөндөмүн көрсөтүшү да түз эксперименттик табылга.

Изилдөө колдобогон нерселер

Изилдөө адамдарда коопсуз колдонууну далилдебейт. Клиникалык инфекцияны дарылоо жүргүзүлгөн эмес. Антибиотикке туруктуулукту клиникалык жактан жойгону көрсөтүлгөн эмес. Узак мөөнөттүү нанобөлүкчө топтолушу, өнөкөт экологиялык уулуулук же адамдын иммундук таасирлери сыналган эмес.

ROS түзүлүшү, Zn²⁺ бөлүнүп чыгышы жана GyrB ингибициясы эксперименттик антимикробдук натыйжалуулуктун сандык жактан канча бөлүгүн түшүндүрөрү аныкталган эмес. Docking ферменттин түз ингибицияланганын далилдебейт.

Мындан тышкары blueberry экстрактындагы айрым полифенолдордун концентрациялары сандык аныкталбагандыктан, белгилүү полифенол көлөмү менен материал көрсөткүчүнүн ортосунда доза–жооп корреляциясын түзүүгө болбойт.

Булак ичиндеги отчеттук айырмачылыктар

• Abstract: TiO₂ кристаллит өлчөмү 12,8 nm; негизги XRD Таблица 2: болжол менен 49,98 nm.
• Abstract: ZnO кристаллит өлчөмү 18,2 nm; бул маани негизги жыйынтык таблицасында ошол эле түрдө кайра көрсөтүлгөн эмес.
• Abstract: ZnO MIC 0,5–1 mg/mL, TiO₂ MIC 8–16 mg/mL; негизги Таблица 4: ZnO 2/1 mg/mL, TiO₂ 8/4 mg/mL.
• DLS баяны ZnO жана TiO₂ “статистикалык жактан айырмаланбайт” деп туруп p < 0,05 деп жазат; Таблица 3 бирдей тамга топтоосу менен айырма жок экенин көрсөтөт.
• ZnO сезгичтик түшүндүрмөсүндө булак E. coli ни сезгичирээк деп атайт; probit чеги муну колдогону менен MIC мааниси S. Typhimurium үчүн төмөн.
• Probit талдоосу %50 өсүү басаңдатууну моделдегени менен, булак метриканы “LD₅₀/median lethal dose” деп атайт.

Булак жана Ыкма Жөнүндө Эскертүү

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

Авторлор: 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.

Жооптуу авторлор: Miguel Ángel López-Álvarez жана Jorge Manuel Silva-Jara.

Мекемелер: Universidad de Guadalajara курамындагы CUTlaquepaque, CUCEI, CUAltos жана CUTlajomulco бөлүмдөрү; Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste (CIBNOR); IxM SECIHTI—Centro de Investigación en Química Aplicada жана тиешелүү изилдөө бөлүмдөрү.

Журнал: Chemistry.

Басмачы: MDPI.

Библиографиялык жазуу: Chemistry, 2026, 8(5), Макала 61.

DOI: 10.3390/chemistry8050061.

Жарыяланган күнү: 3 май 2026.

Кабыл алуу / ревизия / кабыл алуу: 26 февраль 2026 / 18 апрель 2026 / 28 апрель 2026.

Макала түрү: Article; эксперименттик наноматериал, антимикробдук жана токсикологиялык баалоону эсептөөчү docking/ADMET компоненттери менен бириктирген изилдөө.

Рецензиялоо: Chemistry — MDPI тарабынан жарыяланган эл аралык рецензияланган ачык жеткиликтүү илимий журнал.

Расмий версия тарыхы: MDPI жазууларында 3 май 2026 күнүндөгү Version of Record дан кийин 22 май 2026 да Updated version of record жана 3 сентябрь 2026 да HTML жаңыртуусу бар.

Лицензия: Creative Commons Attribution (CC BY). Булак PDF лицензиянын версия номерин өзүнчө көрсөтпөгөндүктөн, бул жерде версия номери божомолдонгон эмес.

Blueberry экстракты: 1 g тоңдуруп кургатылган порошок / 100 mL дистилденген суу; 90 °C, 15 мүнөт, 400 rpm; центрифуга 14.000 × g, 15 мүнөт, 25 °C.

TiO₂ иштетүүсү: Алдын ала бар болгон азык-түлүк класстагы TiO₂ суспензиясы blueberry экстракты менен иштетилип, 60 °C де бир саат кармалып, центрифуга/жуудан кийин 80 °C де кургатылган. Бул багыт de novo TiO₂ прекурсор синтези эмес.

ZnO синтези: 10 mM ZnCl₂; 1 M NaOH менен pH 12; blueberry экстракты кошуу; 60 °C де бир саат; чөктүрүү, центрифуга, жуу жана 80 °C де кургатуу.

Түзүлүштүк/химиялык ыкмалар: HPLC, FTIR, XRD, XPS, Raman, TEM, SEM, DLS, зета-потенциал жана UV–Vis/Tauc талдоосу.

Антимикробдук моделдер: Уропатогендик Escherichia coli жана Salmonella Typhimurium.

Нанобөлүкчө концентрация аралыгы: 0,25–16 mg/mL.

MIC/MBC ыкмасы: Resazurin жана Mueller–Hinton агарда кайра өстүрүү.

Статистика: Shapiro–Wilk, Levene, бир же эки багыттуу ANOVA, Dunnett/Tukey көп жолку салыштыруулар; p < 0,01 же p < 0,00001 маанилүүлүк чектери; bootstrap бөлүштүрүүлөрү үчүн Welch t-тести α=0,05.

Probit: Abbott-түзөтүлгөн басаңдатуу катыштары, log₁₀ концентрация жана салмакталган эң кичине квадраттар.

Bootstrap: Пландалган 1000 кайталоодон 994 жакындашкан; жалпы жакындашуу %99,4.

Цитошайкештик модели: Жумуртка берүүчү тоок (Gallus gallus domesticus) перифериялык кан лейкоциттери; 50, 100 жана 500 µg/mL; 24 саат.

Экотоксикалуулук скрининги: Artemia salina, 24 сааттык курч өлүм assay-и.

Docking: AutoDock Vina 1.2.0; лиганд оптималдаштыруу Avogadro 1.2.0 жана MMFF94.

Дары-окшоштук/уулуулук божомолу: SwissADME, pkCSM жана ProTox-III.

Этика: Тоок каны колдонулган жаныбар процедуралары CIBNOR Research Ethics Committee тарабынан CIBNOR-CEI-2024-07 коду менен жактырылган; NOM-062-ZOO-1999 жана NOM-087-ECOL-SSA1-2002 талаптары сакталганы билдирилген.

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

Маалымат жеткиликтүүлүгү: Изилдөөнүн оригиналдуу салымдары макалада бар экени жана кошумча суроолор жооптуу авторлорго жөнөтүлүшү мүмкүн экени билдирилген.

Кызыкчылыктардын кагылышы: Авторлор кызыкчылыктардын кагылышын билдиришкен эмес.

Генеративдик жасалма интеллект билдирүүсү: Биринчи автор макаланы даярдоо учурунда окулушун жакшыртуу жана Сүрөт 3 дизайнына жардам берүү үчүн ChatGPT колдонгонун билдирген. Авторлор чыгышты карап чыгып түзөткөнүн жана жарыяланган мазмун үчүн жоопкерчиликти өздөрүнө аларын билдиришкен.

Автордук салымдар: Концептуалдаштыруу: I.B.-L., J.M.S.-J., M.Á.L.-Á.; ыкма: 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.; программалык камсыздоо: I.B.-L., M.Z.-R., J.M.S.-J., M.Á.L.-Á.; текшерүү: J.M.S.-J., L.M.A.-E., M.Á.L.-Á.; формалдык талдоо: C.A.V.-C., I.V., C.R.C.-Á., L.M.A.-E.; изилдөө: I.B.-L., J.M.S.-J.; ресурстар: J.M.S.-J., M.Á.L.-Á.; маалымат курациясы: I.B.-L., C.R.C.-Á.; алгачкы долбоор: I.B.-L., J.M.S.-J.; карап чыгуу/түзөтүү: C.A.V.-C., C.R.C.-Á., L.M.A.-E.; визуалдаштыруу: J.M.S.-J.; көзөмөл: J.M.S.-J., M.Á.L.-Á.; долбоорду башкаруу: 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.; каржылоону камсыздоо: J.M.S.-J. жана M.Á.L.-Á.

Негизги илимий чектөөлөр: Айрым полифенолдордун сандык концентрациялары жок; TiO₂ жана ZnO алуу жолдору методологиялык жактан эквиваленттүү эмес; болгону эки бактериялык модель; ROS жана Zn²⁺ бөлүнүп чыгышына түз сандык механизм тести жасалбаган; узак мөөнөттүү цитотоксикалуулук/иммунотоксикалуулук жок; адам же клиникалык изилдөө жок; жогорку PDI жана чектелүү коллоиддик туруктуулук; чыныгы колдонуу/каптоо чөйрөсү сыналбаган; docking жыйынтыктары эксперименттик GyrB ингибиция assay-и менен тастыкталбаган; масштабды чоңойтуу жана процесстин экономикасы сыналбаган.

Булак ичиндеги отчеттук эскертүүлөр: Abstract менен негизги XRD кристаллит өлчөмдөрү, abstract менен Table 4 MIC маанилери, DLS “айырма жок/p < 0,05” сөзү жана ZnO сезгичтик рейтингинде метрикалар ортосунда дал келбестиктер бар. Verianla бул айырмаларды үнсүз бириктирген эмес.

Көрсөтмө колдонуу эскертүүсү: Булак TEM/SEM сүрөттөрү эксперименттик raster далил болуп саналат жана генеративдик жол менен окшоштурулбашы керек. HPLC, XRD, DLS, MIC/MBC жана probit маалыматтары жетиштүү булак мааниси болгон учурда оригиналдуу Verianla график/таблица түрүндө кайра чийилиши мүмкүн. Сүрөт 1 жана Сүрөт 3 сыяктуу процесс/механизм визуалдары пикселдик көчүрмөнүн ордуна семантикалык жактан эквиваленттүү өз алдынча схема катары кайра түзүлүшү мүмкүн.