Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

В развитии современных нанотехнологий значительную роль играют исследования наночастиц металлов. Это обусловлено, прежде всего, широким спектром возможностей их практического применения, в которых используются специфические свойства как самих наночастиц, так и модифицированных ими материалов [1].

Наночастицы серебра оказались наиболее эффективными, поскольку обладают хорошей антимикробной активностью. Для синтеза наночастиц серебра было разработано множество методов, включая физические и химические [2; 3].

Зелёный синтез наночастиц оказался лучшим методом из-за более медленной кинетики, лучшего контроля и управления над ростом кристаллов и их стабилизацией. Растительные экстракты, как восстанавливающие и стабилизирующие агенты, получили особое внимание, в частности из-за поддержания асептической среды во время процесса [4-6].

Нами изучена солодка уральская, экстракты которой могут представить интерес для «зелёного» синтеза наночастиц серебра. Известно, что это лекарственное растение обладает противовирусными, антиоксидантными, противовоспалительными, противоязвенными, противораковыми и анти-ВИЧ свойствами благодаря присутствию глицирризина и флавоноидов в качестве основных ингредиентов [7].

В работе [8] экстракт солодки получали экстрагированием в течение 1 часа в дистиллированной воде при 100 °C. Авторы работы [9] экстракт солодки получали кипячением в деионизированной воде при 100 °C в течение 5 минут.

Для нас представляло интерес получить наночастицы серебра в экстрактах солодки, полученных мацерацией, а также в экстрактах, полученных под воздействием ультразвука, и сравнить их биологическую активность. Установлено [10], что ультразвуком частотой 19-44 кГц из растений с сокращением времени экстракции на 1-2 порядка можно извлекать флавоноиды, дубильные вещества, фенолгликозиды, связанные кумарины, антоцианы, фенолкарбоновые кислоты. При этом, как правило, имеет место не только значительное ускорение процесса извлечения из растений полезных веществ, но и увеличение, по сравнению с другими методами экстрагирования, выхода основного продукта.

Цель исследования – влияние наночастицы серебра из водного экстракта солодки (Glycyrrhiza uralensis Fisch.) на бактериостатические свойства.

Материалы и методы исследования

Нами были исследованы корни Glycyrrhiza uralensis Fisch., собранные в Ат-Башинском районе с. Кура-Булун (в районе теплицы) 18.08.2019 года.

Корень солодки был тонко измельчен. Экстракцию веществ из корней солодки проводили путем мацерации, а также озвучиванием в ультразвуковой ванне DSA50-SK (W=50; F=40 кHz). Время озвучивания длилось 10, 30, 50, 80 и 120 мин. В первых трех случаях температура поддерживалось на уровне 48-50 °С, а при воздействии в течение 80 и 120 минут температуру довели до 98-100 °С.

В работе использован нитрат серебра («х.ч.»); готовили растворы концентрацией 10-3 М. Для доведения рН реакционной смеси до требуемых значений использовали 10%-ный раствор аммиака. Для приготовления растворов, а также для экстракции использовали дистиллированную воду.

Для изучения взаимодействия экстрактов солодки (ЭС), полученных разными способами, и нитрата серебра (НС) готовили смеси в различных соотношениях ЭС:НС – 7:1, 6:2, 4:4, 2:6 и 2:98.

Смеси после мацерации и воздействия ультразвуком отфильтровали от твердых остатков, фильтраты были центрифугированы в течение 40 минут при обороте 8000 об./мин.

Для дальнейшего использования объем всех экстрактов, полученных при разных условиях, был доведен до первоначального объема 100 мл путем добавления дистиллированной воды; экстракты хранились в холодильнике.

Для сравнения состава экстрактивных веществ после мацерации и действия ультразвука были изучены их УФ-спектры.

На рисунке 1 представлены УФ-спектры и фото образцов экстрактов солодки (ЭС) и смесей экстракта с раствором нитрата серебра (НС) в соотношениях 7:1, 6:2, 4:4, 2:6. Эти смеси были подогреты в течение 30 минут при температуре 70 °С. При этом произошло изменение цвета от светло-чайного до красно-коричневого, затем до грязно-зеленого для соотношений 4:4 и 2:6.

На рисунке 2 представлены УФ-спектры и фото образцов экстрактов солодки (ЭС) и смесей экстракта с раствором нитрата серебра (НС) в соотношениях 2:98. Смесь инкубировалась при комнатной температуре.

Спектры поглощения регистрировались на приборе СФ-2000, Россия.

Из характера УФ-спектров на рис. 1 можно видеть, что при таких соотношениях образование наночастиц серебра не происходит, образцы смесей темнеют и теряют свою прозрачность, начинает выпадать осадок.

Далее были подобраны другие соотношения ЭС и НС и условия проведения реакции, при которых формировались бы наночастицы серебра. Из характера УФ-спектров на рис. 2 можно видеть образование наночастиц: только при инкубировании в соотношении экстракт : нитрат серебра 2:98 появились в УФ-спектрах полосы поглощения, ответственные за образование наночастиц серебра, цвет смеси менялся от светло-желтого до красно-коричневого, а затем серо-зеленого; осадок в смесях не выпадает длительное время.

Для сравнительного изучения бактериостатических свойств экстрактов солодки нами подготовлены образцы под номерами от 1 до 10, представленные в таблице 1. В таблице приняты обозначения: ЭС – экстракт солодки; НС – нитрат серебра; УЗ – ультразвук.

Рис. 1. УФ-спектры и фото образцов: 1 – чистый экстракт солодки (ЭС); соотношения ЭС:НС: 2 – 7:1; 3 – 6:2; 4 – 4:4; 5 – 2:6

Рис. 2. УФ-спектры и фото образцов: 1 – чистый экстракт солодки; соотношение ЭС:НС 2:98: 2 – через 1 час; 3 – через 3 часа; 4 – через сутки; 5 – через 3 суток

Таблица 1

Нумерация различных образцов экстрактов солодки, полученных при различном времени озвучивания, и их смесей с нитратом серебра

Таблица 2

Влияние наночастиц серебра на бактериостатические свойства водных растворов Glycyrrhizia uralenses Fisch

(+) – есть выраженная зона подавления роста штамма.

(+/-) – очень слабая зона подавления роста штамма.

(-) – зона подавления роста штамма отсутствует.

Нумерация образцов в таблице 1 (горизонтальная) соответствует аналогичной нумерации в таблице 2.

Результаты исследования и их обсуждение

Бактериостатическое действие экстрактов исследуемых растений (основных и с наночастицами серебра) на микрофлору определяли методом засева сплошного газона тест-штаммов микрофлоры на чашки Петри с РПА (рыбо-пептонный агар), с последующим размещением на нём дисков из фильтровальной бумаги D=5,0 мм, предварительно смоченных исследуемым экстрактом.

В качестве тест-культур микрофлоры использованы различные штаммы, полученные из природных объектов, а также музейные штаммы, принадлежащие к роду Bacillus и Pseudomonas. В качестве тестовых культур микромицетов использованы различные штаммы рода Trichodérma и Alternaria.

О бактериостатическом эффекте исследуемых образцов судили по наличию выраженной зоны подавления роста тест-культуры либо по отсутствию таковой зоны. В таблице 2 приведены результаты испытаний образцов 1-10 (табл. 1) на выявление бактериостатических свойств.

Из анализа данных таблицы 2 можно видеть, что практически все образцы с 1 по 8, из которых (1, 3, 5, 7) представляют собой чистые экстракты и экстракты, содержащие нитрат серебра в соотношении 4:4 (2, 4, 6, 8), но не содержащие наночастиц серебра, индифферентны ко всем рассмотренным микроорганизмам, кроме образцов 1, 7, 8, которые проявили бактериостатическую активность по отношению к Bacillus sp. (штамм 4), образец 8 – по отношению Fusarium sp. Однако другая картина наблюдается для образцов 9, 10, содержащих в разных степенях наночастицы серебра. Так, образец 9 проявляет выраженную бактериостатическую активность по отношению Bacillus subtilis штамм 26D, Pseudomonas sp., Alternaria sp., Trichodérma sp., а образец 10 проявляет активность ко всем микроорганизмам, кроме Bacillus subtilis штамм 26D, Pseudomonas fluorescens штамм B4050, Trichodérma viride.

Заключение

Таким образом, можно сделать заключение, что чистые экстракты солодки, независимо получены они озвучиванием или нет, в том числе экстракты, содержащие нитрат серебра без образования наночастиц, индифферентны практически ко всем изученным микроорганизмам. Картина меняется для образцов, в которых получены наночастицы серебра: круг микроорганизмов, на которые они оказывают выраженное бактериостатическое действие, значительно увеличивается, т.е. наличие наночастиц серебра в экстрактах имеет существенное значение для проявления бактериостатической активности.