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Dec 22, 2023

Biosíntesis de nanomedicina Co3O4 mediante el uso de extracto acuoso de hojas de Mollugo oppositifolia L. y sus actividades antimicrobianas y larvicidas de mosquitos

Informes científicos volumen 13,

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 9002 (2023) Citar este artículo

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La nanotecnología es un área relativamente revolucionaria que genera avances día a día. Tiene un impacto significativo en nuestra vida diaria. Por ejemplo, en parasitología, catálisis y cosmética, las nanopartículas poseen propiedades distintivas que las hacen posibles en una amplia gama de áreas. Utilizamos el método de reducción química asistida por extracto acuoso de hojas de Mollugo oppositifolia L. para sintetizar nanopartículas de Co3O4. Las Nps de Co3O4 biosintetizadas se confirmaron mediante espectroscopia UV-Vis, microscopio electrónico de barrido, difracción de rayos X, EDX, infrarrojo por transformada de Fourier y análisis HR-TEM. El tamaño de los cristalitos de los estudios XRD reveló alrededor de 22,7 nm. La nanopartícula de Co3O4 biosintetizada se evaluó aún más en cuanto a la actividad larvicida de mosquitos contra las larvas de mosquitos del sur urbano Culex quinquefasciatus y las actividades antimicrobianas. La partícula de Co3O4 sintetizada (2) mostró una actividad larvicida significativa hacia las larvas de mosquito Culex quinquefasciatus con un valor de LD50 de 34,96 µg/mL que el extracto acuoso de plantas (1) y el control Permetrina con un valor de LD50 de 82,41 y 72,44 µg/mL. En comparación con el tratamiento antibacteriano estándar, la ciprofloxacina, la nanopartícula de Co3O4 (2) producida demuestra una acción antibacteriana significativamente mejorada contra los patógenos E. coli y B. cereus. La MIC de las nanopartículas de Co3O4 2 contra C. albicans fue inferior a 1 μg/mL, mucho más baja que la MIC del fármaco de control, clotrimale, que fue de 2 μg por mililitro. Las nanopartículas de Co3O4 2, con una MIC de 2 μg/mL, tienen una actividad antifúngica mucho mayor que el clotrimale, cuya MIC es de 4 μg/mL, contra M. audouinii.

Los insecticidas químicos se usan para el control de mosquitos, pero son dañinos para los animales que no son el objetivo y desencadenan problemas de salud humana. Por lo tanto, se deben apuntar a sistemas de control efectivos y económicamente amigables para manejar este desafío de manera efectiva. Para monitorear mosquitos con éxito a través de varios mecanismos, se pueden crear biopesticidas. A nivel mundial, los mosquitos transmiten terribles enfermedades y parásitos, como el sarampión, el dengue, la filariasis, etc. Los mosquitos son comunes y acaban con casi dos millones de vidas cada año1. Muchas enfermedades de mosquitos, como el daño del trabajo manual y socioeconómico en países subtropicales y tropicales, consumen poder financiero, pero las enfermedades transmitidas por vectores no están protegidas en el clima de los ecosistemas terrestres2. Anopheles stephensi es el principal vector de la malaria en la India. La malaria, si bien con un chirrido previo de entre 1,1 y 2,7 ​​millones, ha sido una de las principales enfermedades infecciosas graves con una prevalencia estimada en 300-500 millones a través de manifestaciones de salud. Casi el 40 por ciento de las personas que viven en la biosfera también permanecen en sitios de malaria tropical3. Para entre 120 y 44 millones de ciudadanos en todo el mundo, el agente de la filariasis linfática de Culex quinquefasciatus, generalmente distribuido a través de las lluvias, es un fenómeno recurrente4.

El mecanismo específico subyacente a la acción larvicida de las AgNP no se conoce por completo, considerando la existencia de varios artículos de investigación sobre el tema. El tamaño más pequeño de las AgNP ha llevado a algunos autores a creer que pueden penetrar fácilmente en la pared del intestino del insecto y unirse al grupo de azufre y fósforo del ácido desoxirribonucleico, causando la muerte celular al interferir con el funcionamiento normal como la replicación. El mecanismo de acción de las AgNP hacia las larvas es poco conocido, con solo una pequeña cantidad de publicaciones disponibles5,6,7,8,9. Los efectos de las NP en las larvas de mosquitos fueron estudiados por Kumar et al. en términos de alteraciones morfológicas, bioquímicas, fisiológicas y moleculares10.

Las enfermedades infecciosas, en general, constituyen un grave peligro para la salud pública en todo el mundo, en particular cuando evolucionan los patógenos probióticos resistentes a los antibióticos. Las cepas de bacterias grampositivas y gramnegativas se consideran un problema importante de salud pública. Los antibióticos se usaron para controlar enfermedades tanto en la comunidad como en hospitales durante muchos años11,12,13.

Mollugo oppositifolia L., a menudo conocida como mala hierba de la alfombra delgada, pertenece a la especie Molluginaceae (inglés). Es una planta anual delgada, extendida, elegante y ramificada con ramas de 20 a 30 cm de altura que prospera tanto en ambientes secos como húmedos. Las hojas son alternas o coriáceas, en zarcillos de 4 a 5, desiguales, oblanceoladas o linear-lanceoladas u ocasionalmente redondeadas o puntiagudas y apiculadas en el ápice, estrechándose mucho en el pecíolo discreto. Las flores son blancas y nacen en dos o más fascículos axilares. Las cápsulas tienen forma elipsoide y contienen muchas semillas de color marrón oscuro. Creaper y raíces no deseadas14. En etnomedicina, la hierba se usa para el dolor de estómago, dolor de oído, aperitivos y problemas de la piel. Las hojas tienen un sabor áspero y son antisépticas. Se ha demostrado que las subespecies de Mollugo tienen propiedades antibacterianas, anticancerígenas, antiinflamatorias y hepatoprotectoras15.

Debido a sus propiedades fascinantes, los materiales de nanoestructura han llamado mucho la atención en los últimos años. Entre estos elementos, se presta mucha atención a la investigación sobre las características fundamentales y las aplicaciones funcionales de los óxidos de metales de transición16,17,18,19. Entre los óxidos de metales de transición, los óxidos de cobalto, Co3O4 y CoO son materiales flexibles que son estables en el medio natural20,21. En los últimos años, debido a sus posibles aplicaciones, se ha orientado mucho esfuerzo hacia la síntesis e investigación de nanoestructuras de Co3O4 y CoO22,23,24. El Co3O4 es el tipo de óxido de cobalto termodinámicamente estable por debajo de 1164 K en el aire ambiente, mientras que el Co3O4 se descompone en CoO por encima de esta temperatura25. El Co3O4 es una espinela natural26 a temperatura ambiente y tiene varias aplicaciones posibles en sensores de gas, materiales magnéticos, catalizadores y absorbentes de energía solar27,28,29,30. Recientemente se han desarrollado varios procesos para la preparación de Co3O431,32,33,34, como la oxidación, la hidrotermia asistida por microondas, la ultrasónica y la hidrotermal. CoO, por otro lado, cristaliza en la estructura de la sal de roca y tiene posibles usos en muchas áreas, como ánodos de baterías de litio, pigmentos, cabezales de lectura magnetorresistentes y sensores de gas35,36,37. Si bien hay algunos estudios sobre la síntesis de CoO en forma masiva, a través de métodos simples, este compuesto es difícil de adquirir en forma pura, en su mayoría contaminado con Co3O4 y Co metal.

Las nanopartículas de cobalto (Co NP) han ganado mucho interés recientemente debido a sus características eléctricas y magnéticas únicas y a su menor costo en comparación con las nanopartículas de metales nobles (NP)38,39. Los investigadores biomédicos han investigado el potencial de las CoNP como agentes terapéuticos para el tratamiento de trastornos como la infección microbiana40,41. En bajas concentraciones, los CoNP son seguros para el cuerpo, tienen potentes actividades antimicrobianas y antifúngicas y menos efectos adversos que los antibióticos42,43.

Yin y Wang demostraron que, en presencia del tensioactivo Na(AOT) a 130 °C en el aire, se produce la descomposición de Co2(CO)8 en tolueno en nanocristales de CoO combinados con Co3O4 y Co44. Ye et al. desarrollaron nanomateriales de CoO en condiciones solvotérmicas mediante una reacción de esterificación45. Ghosh et al. sintetizaron nanopartículas de CoO puro en condiciones solvotérmicas mediante la descomposición de cupferronato de Co(II) en decalina a 270 °C46. Muy recientemente, a través de un proceso de tostado por aspersión, Guo et al. partículas de CoO preparadas usando la solución de CoCl247. En este artículo se sugiere una estrategia de síntesis básica, diferente a las descritas anteriormente. A través del enfoque de química verde Mollugo oppositifolia L. estrategia asistida por extracto acuoso de hojas, informaremos sobre el proceso de síntesis de nanopartículas de Co3O4 y la evaluación de sus actividades antimicrobianas y larvicidas de mosquitos.

La representación esquemática detallada de las nanopartículas de Co3O4 biosintetizadas se muestra en la Fig. 1a. Los espectros FTIR a menudo se recopilan entre 400 y 4000 cm−1. Los espectros FT-IR de las NP de Co3O4 biosintetizadas se muestran en la Fig. 1b. Un pico amplio de 3465,93 cm-1 indica la presencia del grupo N-H, que puede haber aparecido como un resto de amina. La presencia de alcanos del grupo funcional C–H se indica mediante una banda entre 2800 y 3000 cm−1. C=O se identificó a 1644,01 cm−1 del resto PVP, como se muestra en los picos espectrales. Tanto las vibraciones de Co-O tetraédricas como las octaédricas son confirmadas por las bandas en 509,59 cm-1 y 584,80 cm-1, respectivamente. Los grupos funcionales del agente de protección y la síntesis de nanopartículas de Co3O4 se autenticaron mediante análisis FT-IR. Además, se empleó el patrón XRD para analizar la pureza de fase y la naturaleza cristalina de las NP de Co3O4 biosintetizadas, como se muestra en la Fig. 1c.

(a) La representación esquemática de las nanopartículas de Co3O4 biosintetizadas. (b) Espectros FT-IR. (c) espectros XRD y (d) espectros UV-visible de nanopartículas de Co3O4 biosintetizadas.

La estructura de fase de espinela cúbica pura centrada en la cara de las NP de Co3O4 se identificó mediante picos de difracción en 2 = 31,2°, 37,6°, 38,7°, 44,8°, 55,6°, 59,8° y 66,3°, que se indexaron según (220), ( 311), 222), 400, (422), 511 y 440) planos. Se encontró que las NP de Co3O4 estándar tenían picos de difracción que eran bastante similares a los producidos. Todos los picos de difracción coinciden bastante con la distribución típica de las nanopartículas de Co3O4 puras (JCPDS No. 00-042-1467). Se han detectado ciertos picos indicativos de impurezas. Estos picos pronunciados muestran que las nanopartículas resultantes son muy cristalinas. El tamaño cristalográfico promedio se puede determinar a partir del pico difractado primario observado usando la ecuación de Scherer,

donde, D(hkl) es la dimensión cristalográfica típica, k es la constante de forma (0,89), λ es la longitud de onda de los rayos X incidentes (fuente Cukα, λ = 0,15405 nm), β es la mitad del máximo de ancho completo (FWHM) , θ es el ángulo de incidencia de los rayos x. Se produjo con éxito un cristal de Co3O4 de 22,70 nm.

Además, se utilizó la espectroscopia UV-visible para investigar las características de absorción óptica de las NP de Co3O4 biosintetizadas a temperatura ambiente, y los resultados se muestran en la Fig. 1d. La formación de NP Co3O4 se indica mediante un pico de absorción UV-visible a 409 nm. Nuestra investigación se centra en dos bandas de absorción distintas, entre 200 y 340 nm y entre 336 y 409 nm. Según investigaciones publicadas, estas bandas se pueden asignar a los procesos de transferencia de carga O2– → Co2+ y O2– → Co3+, respectivamente. Además, el extracto de la planta muestra un pico de absorción de alrededor de 238 nm, lo que confirma la formación exitosa de nanopartículas de Co3O4 biosintetizadas.

Se utilizó microscopía electrónica de barrido para regular el tamaño y la forma (SEM) de las NP de Co3O4 resultantes. Los escaneos de microscopía electrónica de barrido (SEM) confirmaron la forma esférica de las NP de Co3O4 biosintetizadas (Fig. 2a-c). Las NP de Co3O4 biosintetizadas se distribuyeron en la naturaleza como una población de partículas de tamaño uniforme. Además, el análisis EDX confirmó la composición atómica de las NP de Co3O4 biosintetizadas. La presencia de picos de cobalto y oxígeno en los espectros EDX confirmó que el material era realmente NP Co3O4 (Fig. 2d). Había 3,58% de cobalto y 64,20% de oxígeno por peso molecular. Los picos adicionales en los espectros EDX pueden deberse a la presencia de bioorgánicos o contaminantes en la solución. La composición química de las nanopartículas de Co3O4 biosintetizadas se muestra en la Fig. 2e. Los estudios que utilizaron microscopía electrónica de barrido para mapear la nanopartícula demostraron su identidad como Co3O4 (Fig. 2f). El cobalto está representado por los puntos rosas, mientras que el oxígeno está representado por los verdes. Las características morfológicas detalladas y las composiciones químicas de las nanopartículas de Co3O4 biosintetizadas fueron analizadas por HR-TEM, los resultados obtenidos se muestran en la Fig. 2g-j. Las imágenes TEM demuestran la existencia de partículas policristalinas agregadas con distribución de tamaño restringida y forma esférica. El tamaño de partícula de las imágenes TEM coincide con el tamaño de partícula predicho por la ecuación de Debye-Scherrer. La Figura 2j muestra el mapeo elemental de nanopartículas de Co3O4 biosintetizadas, lo que confirma la presencia de elementos Co y O con distribución uniforme.

( a – c ) imágenes de morfología FE-SEM ( d – f ) espectros EDX y mapeo elemental ( g – j ) imágenes HR-TEM y ( j ) mapeo elemental de nanopartículas de Co3O4 biosintetizadas.

La partícula de Co3O4 biosintetizada (2) fue mucho más activa en contraste con Culex quinquefasciatus con un valor de LD50 de 34,96 μg/mL que el extracto acuoso de la planta (1) y el control Permetrina, que tenían valores de LD50 de 82,41 y 72,44 μg/mL, respectivamente . El extracto vegetal acuoso (1) mostró la menor cantidad de actividad contra Culex quinquefasciatus, con valores de LD50 que fueron respectivamente 82.41 μg/mL. Esta fue una de las muestras que se probó. En comparación con el control positivo de permetrina, que tenía un valor de LD50 de 72,44 μg/mL, la nanopartícula de Co3O4 fabricada (2) mostró niveles muy altos de actividad, mientras que el extracto acuoso de plantas (1) solo mostró niveles moderados de actividad. Los hallazgos se muestran en la Tabla 1 a continuación.

La actividad antibacteriana de ciprofloxacino se probó in vitro contra cuatro bacterias diferentes: dos Gram-negativas (E. coli y Pseudomonas aeruginosa) y dos Gram-positivas (S. aureus y Bacillus cereus). Los valores de MIC se determinaron utilizando el método de agar estándar. La Figura 3 y la Tabla 2 muestran los valores MIC tanto para la nanopartícula de Co3O4 sintetizada (2) como para el extracto acuoso de hojas de Mollugo oppositifolia L. (1). En comparación con un extracto acuoso de hojas de Mollugo oppositifolia L., la actividad antibacteriana de la nanopartícula sintética de Co3O4 es mucho mayor (1). La nanopartícula de Co3O4 (2) tiene una actividad antibacteriana significativa contra E. coli, con una concentración inhibitoria mínima (MIC) de 23,60 μg/mL en comparación con una MIC de 25,00 μg/mL para la ciprofloxacina de control. La nanopartícula de Co3O4 (2) tuvo una MIC sustancialmente más baja de 26,56 μg/mL que los 50,00 μg/mL de la ciprofloxacina de control contra B. cereus. La CMI de la nanopartícula de Co3O4 (2) contra P. aeruginosa y S. aureus fue de 34 y 28 μg/mL, respectivamente, que es algo más alta que la CIM de la ciprofloxacina normal. La nanopartícula sintética de Co3O4 (2) superó sustancialmente la actividad de referencia en la eliminación de E. coli y B. cereus en comparación con el antibacteriano estándar de oro, la ciprofloxacina.

Placas de imágenes antibacterianas de nanopartículas de Co3O4 biosintetizadas (IZ: zona de inhibición).

El extracto de hoja fresca 1 de Mollugo oppositifolia L. y la nanopartícula sintética 2 fueron examinados por su capacidad para inhibir la actividad de cuatro tipos diferentes de hongos. Cuando se compara con el compuesto 1, el compuesto 2 es sustancialmente más eficaz contra los hongos. El Compuesto 2 combate eficazmente las infecciones fúngicas causadas por Candida albicans y Malassezia audouinii. La concentración inhibitoria mínima (MIC) del Compuesto 2 para el crecimiento de C. albicans fue de 01 μg/mL, que fue mucho menor que el clotrimale de control (02 μg/mL). El compuesto 2 tiene una MIC aún más baja contra M. audouinii que clotrimale, que tiene una MIC de 4 μg/mL. Puede ver los resultados en la Tabla 3 y la Fig. 4.

Placas de imagen antifúngicas de nanopartículas de Co3O4 biosintetizadas.

Las Co3O4 Nps, fueron estudiadas por su comportamiento de acoplamiento con la proteína 3OGN a través del programa Autodock Vina. El Co3O4 Nps muestra una excelente afinidad de unión (-8,5 kcal/mol) que la permetrina con una afinidad de unión de (-4,4 kcal/mol) en la proteína 3OGN respectivamente. El enlace de hidrógeno es uno de los factores significativos en la estabilidad del enlace proteína-ligando, y la distancia de enlace favorable entre los átomos del donante de hidrógeno y del receptor de hidrógeno es inferior a 3,5 Å. Las distancias de enlace de hidrógeno de Co3O4 Nps fueron inferiores a 3,5 Å en la proteína 3OGN respectiva, lo que significa un fuerte enlace de hidrógeno. Co3O4 Nps, forma tres enlaces de hidrógeno en interacción con el receptor 3OGN. El residuo de aminoácido Asp118 (longitud del enlace: 2,10), His121 (longitud del enlace: 1,63) y Phe123 (longitud del enlace: 1,98) estaban involucrados en contactos de enlaces de hidrógeno. Los residuos de aminoácidos Tyr10, Pro11 e Ile87 estuvieron involucrados en interacciones hidrofóbicas. Las interacciones de Co3O4 Nps con la proteína 3OGN se muestran en la Fig. 5. La permetrina de control no formó ninguna interacción de enlace de hidrógeno con el receptor 3OGN. Los residuos de aminoácidos Leu15, Leu19, Phe59, Leu76, Leu76, His77, Leu80, Ala88, Met89, Gly92, His111, Trp114, Phe123 y Leu124 estuvieron involucrados en interacciones hidrofóbicas. Las interacciones del compuesto permetrina con la proteína 3OGN se muestran en la Fig. 6. Los resultados muestran que Co3O4 Nps tiene una capacidad de inhibición notable que la permetrina de control en la proteína 3OGN de ​​unión a odorante de mosquito larvicida. Los resultados se resumen en la Tabla 4.

Complejo acoplado (a), Hélice (b), superficie molecular (c) y modos de interacción 3D (d) del compuesto Co3O4 Nps dentro del sitio de unión de la proteína 3OGN.

Complejo acoplado (a), superficie molecular (b), 3D (c) y 2D (d) modos de interacción de control de permetrina dentro del sitio de unión de la proteína 3OGN.

La experiencia progresiva es un imperativo del momento para un regulador exitoso del vector de mosquitos. La investigación actual destaca el método registrado de síntesis asistida por extracto acuoso de hojas de Mollugo oppositifolia L. de nanopartículas de Co3O4. Las Nps de Co3O4 biosintetizadas se confirmaron mediante espectroscopia UV-vis, espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier, difracción de rayos X, microscopio electrónico de barrido, HR-TEM y estudios de mapeo. Además, las nanopartículas de Co3O4 se evaluaron más en cuanto a actividades larvicidas, antibacterianas y antifúngicas para mosquitos. Cuando se comparó con un extracto vegetal acuoso (1) y permetrina de control (DL50 = 82,41 y 72,44 μg/mL, respectivamente), la actividad de la partícula de Co3O4 sintetizada (2) contra Culex quinquefasciatus fue mucho mayor. La nanopartícula de Co3O4 sintetizada (2) presenta una actividad antibacteriana mucho mayor que la del ciprofloxacino de control tanto en los patógenos E. coli como en B. cereus. En comparación con el control Clotrimale, que tenía un valor de MIC de 2 μg/mL, las nanopartículas de Co3O4 2 tenían un valor de MIC de 1 μg/mL, lo que las hacía sustancialmente más efectivas contra C. albicans. En comparación, la actividad antifúngica de las nanopartículas de Co3O4 2 contra M. audouinii es mucho mayor que la de Clotrimale, que tiene un valor de concentración inhibitoria mínima (MIC) de 4 μg/mL. En consecuencia, las nanopartículas de Co3O4 podrían ser una base probable para compuestos bioactivos ecológicos emergentes, así como biofarmacéuticos e insecticidas ecológicos.

Todas las sustancias químicas y solventes se compraron a Nice and Loba Chemicals. Se utilizaron disolventes de alta pureza para los procesos de síntesis sin purificación adicional. Las cepas bacterianas E. coli, Pseudomonas aeruginosa, S. aureus y Bacillus cereus, así como diferentes tipos de hongos, se compraron en el centro iraní de recursos biológicos, Pasture Institute of Iran.

El Mollugo oppositifolia L. utilizado en este estudio se recolectó en varios lugares de la región metropolitana de Chennai. Los residuos de hojas de cosechas recientes se utilizaron en la producción de Co3O4 Np. La recolección de material vegetal y los estudios relacionados cumplen con las directrices y la legislación institucional, nacional e internacional pertinente.

Se utilizaron especies de plantas Mollugo oppositifolia L. para generar la solución de extracto a partir de las hojas de la planta. Verduras de una planta que se han recolectado recientemente lavadas con agua desionizada y picadas muy gruesas. Luego de hervir el material vegetal en 100 mL de agua destilada a 100 °C, se filtró y luego se almacenó a 4 °C para su posterior examen.

La preparación de nanopartículas de óxido de cobalto comenzó con la disolución de CoCl2⋅6H2O (0,1 g) en una cantidad suficiente de agua desionizada, seguido de la adición de 10 mL de una solución que contenía un extracto de la planta Mollugo oppositifolia L. Luego, durante 3 h a temperatura ambiente, la mezcla se agitó a una velocidad de 1000 rpm usando un agitador magnético. El pH de la mezcla de reacción se ajustó añadiendo 1 ml de una solución de NaOH al 10 % a la mezcla. El precipitado se filtró y luego se evaporó durante 12 h, la estufa se ajustó a 150 °C y se dejó actuar. Después de la recolección, el polvo se calcinó durante 3 horas a 500 °C antes de triturarlo hasta obtener un polvo fino.

Las nanopartículas de óxido de cobalto se sintetizaron utilizando la técnica de precipitación química asistida por ultrasonidos. Los espectros UV-Visible se registraron con el espectrofotómetro UV-visible V-730 en un rango de longitud de onda entre 200 y 800 nm. Los espectros FT-IR se registraron con un espectrómetro de infrarrojos por transformada de Fourier (FT/IR-6600) (CHI 1000C) en el rango de 4000–400 cm−1, Powder XRD se evaluó con X'Pert Pro por PANalytical, FE-SEM con EDX y Los mapeos se realizaron con FESEM sigma essential de Zeiss Microscopy. Las imágenes de HR-TEM y las imágenes de mapeo de la nanopartícula de Co3O4 biosintetizada se obtienen de HR-TEM (Hitachi). Se utilizaron estudios de acoplamiento molecular para inspeccionar la interacción, el modo de unión entre los compuestos Co3O4 Nps, la permetrina y la proteína de unión del odorante de mosquito utilizando Autodock vina 1.1.228. La estructura cristalina de la proteína fijadora de olores de mosquitos (PDB ID: 3OGN) se tomó del Protein Data Bank (http://www.rcsb.org). El ensamblaje 3D de los compuestos Co3O4 Nps y permetrina se logró a través del software ChemDraw Ultra 12.0 y Chem3D Pro 12.0. Los archivos de entrada para Autodock Vina se crearon con el paquete de programas Autodock Tools 1.5.6. La cuadrícula de búsqueda de la proteína 3OGN se fijó en center_x: 18,681, center_y: 49,66 y center_z: 11,409 con dimensiones size_x: 22, size_y: 20 y size_z: 22 con espaciado de 1,0 Å. El valor de exhaustividad se estableció en 8. Los demás parámetros se establecieron de forma predeterminada para el acoplamiento de Vina y no se mencionaron. El compuesto que tiene el menor valor de afinidad de unión es el compuesto con mejor puntuación y los resultados se analizaron visualmente utilizando el programa Discovery Studio 2019.

La nanopartícula de Co3O4 biosintetizada se evaluó aún más para determinar su actividad larvicida contra las larvas de mosquitos urbanos del sur Culex quinquefasciatus. Las valoraciones se hicieron sobre la base de 'una premisa viva/muerta'. Las evaluaciones se basan en un tamaño de tasa que va de 0 a 100, donde 0 representa ninguna actividad y 100 representa un asesinato absoluto. El bioensayo se repitió varias veces y los resultados de la prueba de bioactividad sirvieron como estándar para cada una de estas repeticiones. Las características se comparan con las de la sustancia de control positivo permetrina. Los valores de LD50 de algunas mezclas de títulos dinámicos diferentes se determinaron mediante análisis probit y los resultados se analizaron mediante el uso del software SPSS v16.

Se evaluó la actividad larvicida del extracto acuoso de plantas (1) y la nanopartícula de Co3O4 combinada (2) contra las larvas de mosquitos del sur urbano Culex quinquefasciatus. La evaluación de la actividad larvicida en la prueba inicial de convergencia de 100 μg/mL en contraste con las larvas de mosquitos urbanos del sur de cuarto estadio Culex quinquefasciatus a través de la estrategia de inmersión en agua con una pegajosidad relativa del 50–70 %, fotoperíodo de 10:14 (luz: oscuridad) , y temperatura de (27 ± 2) °C. Las pruebas se establecieron en las convergencias de 100, 75, 50, 25 μg/mL utilizando dimetilsulfóxido soluble (DMSO). Todos los vasos medidores de prueba que comprendían veinte Culex quinquefasciatus se evaluaron para su manipulación 24 h después. Los resultados se documentaron mediante el porcentaje promedio de mortalidad.

Kirby Bauer probó la eficacia antibacteriana de un extracto vegetal acuoso (1) y una suspensión mixta de nanopartículas de Co3O4 contra Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Klebsiella pneumophila y Pseudomonas aeruginosa in vitro (2). Los discos son el método preferido para dispersar moléculas48. La actividad antibacteriana de la ciprofloxacina se utilizó como estándar. Las bacterias se cultivaron en placas petri utilizando agar nutritivo. Toda la síntesis se llevó a cabo en DMSO y los productos químicos se mantuvieron en un disco de papel de filtro que medía 5 mm de diámetro y 1 mm de espesor. Después de 24 h de incubación a 37 °C, se ensayó la actividad antibacteriana de los discos midiendo el tamaño de la zona inhibitoria49,50 que rodea a cada uno de ellos colocados en las placas previamente implantadas. Se utilizaron concentraciones inhibitorias mínimas (MIC) para comparar la actividad antibacteriana de un extracto vegetal acuoso (1) y nanopartículas de Co3O4 (2).

Se utilizó la técnica estandarizada de difusión de disco-agar51,52 para evaluar la actividad antifúngica del extracto acuoso de plantas (1) y la nanopartícula de Co3O4 combinada (2). Microsporum audouinii (MTCC-8197), Candia albicans (MTCC-227), Cryptococcus neoformans (recultivado) y Aspergillus niger (MTCC-872) se utilizaron para probar la actividad antifúngica. Los materiales se esterilizaron mediante filtración utilizando filtros Millipore de 0,22 m después de disolverlos en dimetilsulfóxido (DMSO) al 10% hasta una concentración deseada de 30 mg/ml. Luego se realizaron estudios antifúngicos utilizando la técnica de difusión en disco con 100 L de solución que contenía 104 esporas/mL de hongos dispersados ​​en medio PDA. Los discos (6 mm de diámetro) se trataron con 10 mL de las muestras (300 g/disco) y se colocaron en el agar infectado. La medicina típica era clotrimale. Se usó DMSO al 10 por ciento para hacer controles negativos. Para las muestras de hongos, las placas de inoculación se incubaron a 37 °C durante 72 h. Los hongos ligados a las plantas se cultivaron a 27 °C. La zona de inhibición frente a las cepas probadas se utilizó para evaluar la actividad antifúngica. En este estudio, cada prueba se llevó a cabo dos veces.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.

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Esta investigación fue apoyada por el 'Proyecto para el establecimiento de una escuela de posgrado en ciudades inteligentes regionalmente especializada' de la Universidad de Hongik. Este trabajo también fue apoyado por el programa de apoyo International Science & Business Belt, a través de la Fundación de Innovación de Corea financiada por el Ministerio de Ciencia y TIC.

PG Departamento de Química, Shrimati Devkunvar Nanalal Bhatt Vaishnav College for Women, Chennai, India

P. Gowthami

Facultad de Ciencias Básicas, Instituto Vels de Ciencia, Tecnología y Estudios Avanzados (VISTAS), Pallavaram, Chennai, India

P. Gowthami y A. Kosiha

Departamento de Química, Instituto SRM de Ciencia y Tecnología (SRMIST), Campus de Ramapuram, Chennai, 600 089, India

S. Meenakshi

Peri Facultad de Artes y Ciencias, Mannivakkam, Chennai, 600048, India

G. Boopatía

Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, Universidad Hongik, 2639, Sejong-ro, Jochiwon-eup, Sejong, 30016, República de Corea

AG Ramu y Dongjin Choi

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PG: conceptualización, investigación, redacción—borrador original. AK: investigación, visualización. SM: curación de datos, fuentes de instrumentos experimentales, análisis de muestras. GB: fuentes de instrumentos, investigación, curación de datos, visualización. AGR: curación de datos, fuentes de instrumentos experimentales, análisis de muestras. DC: conceptualización, redacción—borrador original, revisión, supervisión, administración del proyecto, adquisición de fondos.

Correspondencia a A. Kosiha o Dongjin Choi.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Gowthami, P., Kosiha, A., Meenakshi, S. et al. Biosíntesis de nanomedicina Co3O4 mediante el uso de extracto acuoso de hojas de Mollugo oppositifolia L. y sus actividades antimicrobianas y larvicidas de mosquitos. Informe científico 13, 9002 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-35877-z

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Recibido: 23 de marzo de 2023

Aceptado: 25 de mayo de 2023

Publicado: 02 junio 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-35877-z

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