Біосинтез наночастинок благородних металів. Частина 3. Можливості використання рослин

Abstract

Для біосинтезу наночастинок благородних металів використовують різні біологічні об’єкти: бактерії, гриби, дріжджі, ціанобактерії, водорості, рослини. У пропонованому огляді охарактеризовано можливості використання саме рослин для синтезу наночастинок. На основі аналізу наукових статей в основному за 2017-2023 роки. Наночастинки благородних металів можна отримати при використанні екстрактів: Amygdalus communis, Argemone mexicana, Citrullus lanatus, Cicer arietinum, Gundelia tournefortii, Piper nigrum, Rauwolfia serpentina, Sambucus wightiana, Urtica dioica, Vernonia cinerea та ін. Крім використання рослинних екстрактів, наночастинки золота можна отримати за допомогою рослинних олій і поліфенолів. Досліджений біосинтез наночастинок срібла при використанні екстрактів листя, квітів, плодів і харчових відходів. Отримані наночастинки мали сферичну форму і володіли широким спектром біологічної активності. При використанні екстрактів різних частин рослин були синтезовані наночастинки платини, які мали протипухлинну, антиоксидантну та каталітичну активність. Наночастинки паладію можна отримати при використанні не лише рослинних екстрактів, а й алкалоїдів, камеді та натуральних соків. З використанням рослинної сировини також синтезовані наночастинки іридію та рутенію. Вони мали різну форму та розміри, а також проявили каталітичну і біологічну активність. Механізми біосинтезу наночастинок з використанням рослин на сьогодні повністю не досліджені. Проте відомо, що карбоксильні, карбонільні, гідроксильні, амінні та біологічно активні групи ароматичних сполук беруть участь у процесі відновлення іонів золота, формуванні наночастинок та їх стабілізації. Під час формування наночастинок срібла ключову роль відіграють гідроксильні, метиленові та карбоксильні групи різних біологічних речових. Активні групи поліфенолів беруть участь у біосинтезі й стабілізації наночастинок платини та паладію. Наночастинки, які були синтезовані з використанням рослинної сировини, характеризуються антибактеріальною активністю як щодо грамнегативних, так і грампозитивних бактерій, а також вони мають антикандидозну дію. Доведено також протипухлинну дію біосинтезованих наночастинок благородних металів, яка полягає в активації синтезу проапотичних білків і пригніченні синтезу антиапоптичних білків. Крім того, біогенні наночастинки мають антиоксидантну та каталітичну активність.Various biological objects are used for the biosynthesis of noble metal nanoparticles: bacteria, fungi, yeast, cyanobacteria, algae, plants. In this review, the possibilities of using plants for the syn-thesis of nanoparticles were characterized. The analysis is primarily focused on scientific articles published between 2017 and 2023. Noble metal nanoparticles can be obtained using extracts from various plants, including Amygdalus communis, Argemone mexicana, Citrullus lanatus, Cicer arietinum, Gundelia tour-nefortii, Piper nigrum, Rauwolfia serpentina, Sambucus wigh-tiana, Urtica dioica, Vernonia cinerea, etc. Apart from using plant extracts, gold nanoparticles can be synthesized using plant oils and polyphenols. Silver nanoparticle biosynthesis was inves-tigated using extracts from leaves, flowers, fruits, and food was-te. The resulting nanoparticles exhibited a spherical shape and a wide spectrum of biological activity. Utilizing extracts from dif-ferent parts of plants, platinum nanoparticles with anti-tumor, an-tioxidant, and catalytic activities were synthesized. Palladium nanoparticles can be obtained not only using plant extracts but also alkaloids, camphor, and natural juices. Plant-based materials were also employed for the synthesis of iridium and ruthenium nanoparticles, which exhibited diverse shapes, sizes, and demon-strated catalytic and biological activities. Mechanisms of nanoparticle biosynthesis using plants are not fully explored nowadays. However, it is known that carboxyl, carbonyl, hydroxyl, amino, and biologically active groups of aro-matic compounds participate in the reduction of gold ions, the formation of nanoparticles, and their stabilization. During the formation of silver nanoparticles, hydroxyl, methylene, and carboxyl groups of various biomolecules play a crucial role. Active polyphenol groups are involved in the biosynthesis and stabilization of platinum and palladium nanoparticles. Nanoparticles synthesized using plant materials are charac-terized by antibacterial activity against both gram-negative and gram-positive bacteria, as well as anti-candida properties. Fur-thermore, biogenically synthesized noble metal nanoparticles were proven to possess anti-tumor properties by activating pro-apop-totic proteins and suppressing anti-apoptotic proteins. Additiona-lly, these biogenic nanoparticles exhibit antioxidant and catalytic activities.