מאמר מחקר

ננו-חלקיקי CuO/ZnO ירוקים: הפחתת טרנסלוקציה והצטברות AFB1 בתירס

DOI:

10.3791/70906

⸱

5 ביוני 2026

 ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Agricultural Research and Specialist Services, Ministry of Agriculture, 2Faculty of Natural and Agricultural Science, Crop Science Department, North-West University, 3Food Security and Safety Niche Area, Faculty of Natural and Agricultural Sciences, North-West University, 4Department of Animal Science, School of Agricultural Sciences, Faculty of Natural and Agricultural Sciences, North-West University, 5Center for Animal Health Studies, Faculty of Natural and Agricultural Sciences, North-West University, 6Material Science Innovation and Modeling (MaSIM) Research Focus Area, Faculty of Natural and Agricultural Science, North-West University, 7Department of Chemistry, School of Physical and Chemical Sciences, Faculty of Natural and Agricultural Science, North-West University

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מחקר זה חקר את היעילות של ננו-חלקיקים היברידיים של CuO/ZnO מסונתזים בירוק בהפחתת הצטברות והעברה של אפלטוקסין B1 (AFB1) בתירס, והראה כי טיפול של 125 מ"ג/ק"ג הוריד משמעותית את רמות AFB1 והפחית את הסיכונים לחשיפה לתזונה של בני אדם ובעלי חיים.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אפלטוקסין B1 (AFB1) הוא חומר מסרטן חזק המיוצר על ידי מין אספרגילוס , אשר מזהם גידולי תירס, ומעמיד סיכון בריאותי חמור לבני אדם ולבעלי חיים בשל חשיפה תזונתית. ניהול מסורתי לאחר הקציר והתערבויות כימיות לעיתים קרובות יקרים או לא יעילים במניעת העברת רעלים מהקרקע לצמח במהלך הצמיחה. המטרה העיקרית של פרוטוקול זה הייתה להעריך ננו-חלקיקים היברידיים (NPs) של חלקיקי נחושת/תחמוצת אבץ (CuO/ZnO) כתוספת קרקע בר-קיימא לפני הקציר. המחקר נועד לבדוק האם NPs אלו יכולים לעכב ביעילות את ההעברה והצטברות AFB1 ברקמות התירס, ובכך להפחית את הצטברות הרעלנים בדגנים אכילים. באמצעות עיצוב אקראי של בלוק שלם בשני אתרי שדה מובחנים, גודל התירס בקרקע שהושתלה בנבגים AFB1 או Aspergillus flavus וטופל בריכוזים משתנים של NPs (0–125 מ"ג/ק"ג). הפרוטוקול השתמש בסינתזה ירוקה עם מצע Pleurotus ostreatus כדי להבטיח ידידותיות לסביבה. רקמות הצמח נותחו בשלבים פיזיולוגיים שונים באמצעות כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים (HPLC) למדידת רמות AFB1 ולחישוב הערכות סיכון אנושי ובעלי חיים. טיפול ב-125 מ"ג/ק"ג של NPs היברידיים ירוקים (p < 0.05) הוריד משמעותית את ריכוזי AFB1 בכל שלבי הגידול. באתר בקמפוס, AFB1 ירד ב-68% בשלב הצמח, 82% בפריחה, ו-76% בבגרות לעומת קבוצת הביקורת החיובית. חשוב לציין שרמות AFB1 של דגנים ירדו ל-6.91 ppb, מה שהוריד משמעותית את הצריכה היומית המשוערת לבני אדם. עם זאת, נדרש מחקר נוסף להערכת שאריות ננו-חלקיקים פוטנציאליות ורעילות ארוכת טווח. שיטה זו מדגימה כי NPs היברידיים ירוקים של CuO/ZnO פועלים כסוכן ביורימדיציה יעיל, ומונע העברת רעלים לחלקים אכילים בצמח. גישה זו מציעה אסטרטגיה מתרחבת ובטוחה לסביבה לשיפור ביטחון המזון ולהפחתת חשיפה ל-AFB1 באזורים המועדים לאפלטוקסין.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אפלטוקסינים, ובמיוחד אפלטוקסין B1 (AFB1), הם בין המיקוטוקסינים המשמעותיים ביותר בשל שכיחותם, רעילותם והשפעתם על בני אדם. הם מיוצרים על ידי פטריות מסוימות, בעיקר אלו השייכות למיני אספרגילוס 1,2,3. AFB1 קשור לסרטן הכבד והוא המסוכן ביותר מכל האפלטוקסינים4. חומרים מסרטנים חזקים אלה מדביקים מגוון גידולים חקלאיים, כולל תירס (Zea mays L.), מה שמוביל לחששות חמורים לבטיחות מזון 5,6. נוכחות AFB1 בתירס לא רק משפיעה על תפוקת הגידולים ואיכותה, אלא גם מהווה איום חמור על בריאות האדם ובעלי החיים באמצעות חשיפה תזונתית 7,8.

כיום, ניהול האפלטוקסין מתבסס בעיקר על אסטרטגיות לאחר הקציר, כגון ייבוש נכון, מיון גרעינים פגומים, טיפולים כימיים (כגון אמוניה או אוזון), הקרנה ואחסון הרמטי למניעת צמיחת פטריותבמהלך האחסון. האסטרטגיות כוללות ניהול טוב של גידולים, סוכני בקרה ביולוגית (כגון סיד), ומתקני אחסון משופרים10. טיפולים פיזיקליים וכימיים, כגון מיקרוגל, אולטרה סגול (UV), אור פולס, מים אלקטרוליזציה, פלזמה קרה, אוזון, קרן אלקטרונים וקרינת גמא, נבדקוגם הם 11. עם זאת, שיטות אלו לאחר הקציר לעיתים יקרות, דורשות אנרגיה גבוהה או לא מעשיות לשימוש נרחב, ואינן מונעות העברת אפלטוקסין בצמח במהלך הצמיחה.

גישות טרום-קציר המשמשות כוללות שיטות אגרונומיות כמו זנים עמידים, שתילה בזמן, השקיה להפחתת עומס בצורת, ושליטה ביולוגית עם זני A. flavus אפלטוקסיגניים (למשל, Aflasafe), שמתחרותית מדירה זנים רעילים אך דורשים יישומים חוזרים ועלולים לא לטפל במלואם בטרנסלוקציה הנוברת בקרקע 11,12,13 . שיטות אלו לעיתים קרובות מתמודדות עם מגבלות: התערבויות לאחר הקציר אינן יכולות להפוך זיהום קיים, גורמות לעלויות גבוהות של מיון/אחסון תשתיות בסביבות מוגבלות משאבים, סיכון לאובדן חומרים מזינים או שאריות מכימיקלים, ויעילות הבקרה הביולוגית משתנה בהתאם לתנאי הסביבה14.

לעומת זאת, ננו-חלקיקי CuO-ZnO היברידיים מסונתזים בירוק מציעים אסטרטגיית תיקון קרקע חדשה לפני הקציר. בניגוד ל-NPs כימיים קונבנציונליים, סינתזה ירוקה באמצעות תמציות צמחים (למשל, מצע פטריות) מונעת ממסים רעילים, מפחיתה עלויות ומשפרת תאימות ביולוגית, מה שהופך אותםלבני קיימא סביבתית. ההיברידיזציה של CuO-ZnO משפרת באופן סינרגטי את הפעילות האנטי-פטרייתית על ידי יצירת מיני חמצן תגובתי (ROS), הפרעה לממברנות פטרייתיות ומתן שטח פנים גבוה לספיגת AFB1, ובכך מונעת קליטה והעברה לחלקי צמחים אכילים כמו דגנים. זה שונה מהאסטרטגיות הקיימות בכך שהוא מאפשר התערבות מוקדמת בממשק הקרקע-צמח, ומשיג הפחתה של עד 80-99% AFB1 במינונים נמוכים (למשל, 125 מ"ג/ק"ג), מבלי לפגוע בתפוקת הגידול או להשאיר שאריות מזיקות17. יתרונות מרכזיים כוללים ידידותיות לסביבה בהשוואה לקוטלי פטריות כימיים, יעילות עליונה לעומת NPs חד-מתכתיים או בקרה ביו-קונטרולית בתנאי שדה משתנים, ופוטנציאל לשילוב בקנה מידה בשיטות חקלאות באזורים המועדים לאפלטוקסין כמו אפריקה שמדרום לסהרה.

NPs של תחמוצת מתכת, במיוחד תחמוצת אבץ (ZnO) ותחמוצת נחושת (CuO), משכו תשומת לב בקרב חומרים אלו בשל תכונותיהם האנטי-פטרייתיות ויכולתם לספוג רעלים18,19. לדוגמה, דווח כי ל-Cu NPs יש יכולת ליצור ROS, שיכול להזיק למקרומולקולות ביולוגיות חיידקיות ופטרייתיות20. בנוסף, בניסוי נוסף הוכח כי זני פטריות עוברים שינוי משמעותי עם נטייה ברורה לעלייה בסדר כאשר F. Solani טופל ב-CuO NPs מבוססי כיטוזן, מה שהוביל לאפקט הסדר הגדולביותר 21. סינתזה ירוקה של NPs זכתה לתשומת לב כחלופה בטוחה וברת קיימא לשיטות כימיות קונבנציונליות, ובכך צמצמה תוצרי לוואי רעילים והשפעה סביבתית15,22.

ההכלאה של NuO ו-ZnO NPs משלבת את התכונות המועילות של שתי המתכות, מה שעשוי לשפר את יעילותן בפירוק או ספיגת AFB123,24. כיום, NPs מסונתזים ירוקים אלו משמשים בעיקר לשליטה בייצור AF בזנים פטרייתיים בניסויים במבחנה; לדוגמה, שייח' ועוד חקרו את השפעת AgNPs, AuNPs והתערובת שלהם על הצמיחה והצטברות האפלטוקסיןB 1 של זן A. flavus האפלטוקסיגני25. עם זאת, הריכוז הנדרש לשליטה בצמיחת A. flavus אינו ידוע. לפיכך, יש צורך קריטי להעריך היברידים ירוקים של CuO-ZnO בתנאים רלוונטיים לשטח מבחינת השפעתם על העברת AFB1 ממקורות מתוקנים בקרקע לרקמות תירס, בהשוואה ל-NPs קונבנציונליים. לכן, מטרות מחקר זה היו לקבוע את השפעת ריכוזים שונים של כלאיים ירוקים של CuO/ZnO על ריכוז AFB1/A. flavus ברקמות צמחי התירס ולהעריך את הסיכון ל-AFB1 בתירס לאחר טיפול בתירס ב-NuP היברידיים ירוקים מסוג CuO/ZnO. השערות המחקר נועדו לספק בסיס מכני ליעילות הנצפית של NPs היברידיים CuO-ZnO מסונתזים בירוק. מחקר זה בוחן את ההשערות המדידות הבאות: 1) השערת עיכוב אנטי-פטרייתי, לפיה NPs היברידיים היו אמורים להפחית משמעותית את נבגרי A. flavus ואת ייצור ה-de novo AFB 1 בקרקע לעומת NPs חד-מתכתיים, שזוהו על ידי עומס פטרייתי נמוך יותר ורמות רעלן באתר מוללוואנה. 2) השערת הספיחה-טרנסלוקציה: שבה נוכחות רעלים קיימים מראש (אתר הקמפוס), ה-NPs היו אמורות להוכיח זיקה גבוהה ל-AFB1, מה שהפחית משמעותית את קצב העברת הרעלנים מהקרקע למערכת שורשי התירס. 3) השערת תאימות ביולוגית (פיטוטוקסיות): לפיה NPs היברידיים מסונתזים בירוק יגרמו להצטברות מתכתית נמוכה יותר ולהפחתת סמני לחץ חמצוני ברקמות תירס בהשוואה למדדים כימיים קונבנציונליים, ובכך לשפר את בטיחות הגידולים.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אתרים ניסיוניים
הניסויים נערכו בשני אתרים המרוחקים זה מזה 7 ק"מ; האתרים חוסנו בטיפולים שונים. בניסוי הראשון, מתקן רשת עם 40% צל הוקם בחוות המחקר של מוללוואנה, אוניברסיטת צפון-מערב (NWU) (25.810°S, 25.630°E, 1276 מ') בפרובינציית צפון-מערב דרום אפריקה. אדמת האדמה החולית האדומה סווגה כצורת האטון וכללה 75% חול, 4% סילט ו-21% חרסית25%. הניסוי השני נערך במתקן בית הרשת של קמפוס NWU מאפיקנג (25.8278°S, 25.6079°E, 1276 מ'). הקרקעות באתר השני הכילו אדמה חולית עם 82% חול, 3% סילט, 15% חרסית, ובעבר סווגו כ-Arcadia form25. ה-NPs ההיברידיים הירוקים CuO/ZnO סונתזו במעבדה של המחלקה לכימיה, בית הספר למדעים פיזיקליים וכימיים, הפקולטה למדעי הטבע והחקלאות, NWU, בדרום אפריקה.

סינתזה של NPs היברידיים ירוקים מסוג CuO/ZnO
עשרה (10) גרם של מצע פטריות מיובש מסוג Pleurotus ostreatus (SMS) נוספו ל-100 מ"ל מים דה-יוניים, חוממו ב-70 מעלות צלזיוס, וערבבו במשך 2 שעותו-26 דקות. התערובת התקררה לטמפרטורת החדר, סיננתה, והוספה 30 מ"ל הסינון לתמיסה שכללה 2.5 גרם אצטט נחושת ו-2 גרם אצטט אבץ ב-30 מ"ל מים מזוקקים. ה-pH של התמיסה הזו הותאמה ל-8 באמצעות נתרן הידרוקסיד (NaOH), חוממה עד 80 מעלות צלזיוס במשך שעתיים, צנטריפוגה לאחר התגובה, יובשה בתנור למשך הלילה ובתנור, והסתילה ב-650 מעלות צלזיוס למשך 2 שעותו-26 שעות. ה-NPs המסונתזים אופיינו ואושרו כ-NuP ירוקים היברידיים מסוג CuO/ZnO.

דגימת קרקע וניתוח
דגימות קרקע נאספו מחוות האוניברסיטה במוללוואנה ומאתר הניסוי בקמפוס בעומקים של 0–15 ס"מ ו-15–30 ס"מ. לאחר מכן הם סווגו ונבדקו לפי תכונותיהם הפיזיקליות והכימיות, כפי שתוארעל ידי 27.

עיצוב ניסיוני
המחקר השתמש בניסוי פקטוריאלי שאורגן בעיצוב אקראי של בלוק שלם (RCBD) עם שלושה שכפולים. כדי להעריך את היעילות של NPs היברידיים של CuO-ZnO מסונתזים בירוק בתרחישי זיהום מגוונים, הוקמו שני מצבי חשיפה עצמאיים באתרים נפרדים: אתר 1 (קמפוס אוניברסיטת צפון-מערב) ייצג מודל זיהום חיצוני שבו הקרקע הוספקה עם AFB1 שהופק בקצב של 160 ppb/kg כדי להעריך את יכולות הספיגה הישירה והמגן של ה-NPs. אתר 2 (חוות המחקר מוללוואנה): ייצג מודל זיהום ביולוגי שבו הקרקע חונכה בנבגי A. flavus בעוצמה של 160 נבגים/ק"ג כדי לבדוק את ההשפעה האנטי-פטרייתית של ה-NPs על ייצור מיקוטוקסינים דה נובו וקליטת הצמח לאחר מכן. ה-NPs האבקתיים נשקלו וערבבו באופן אחיד עם 1 ק"ג אדמה בשקית פלסטיק לאחר החיסון (נבגי AFB1 או A. flavus ). כל טיפול בוצע בנפרד, והידיים חוטאו בין הטיפולים. לאחר מכן, ארבעה זרעי תירס נשתלו תחילה בכל עציץ (קוטר עליון 9 ס"מ, קוטר תחתון 6.5 ס"מ). כדי לשמור על שלושה שתילים בריאים בכל עציץ, השתילים גוזמו שבוע לאחר שיצאו. בהתאם להמלצות לייצור תירס אופטימלי שהתקבל מניתוח הקרקע, הקרקע דושנתה. הסירים הונחו במרווחים בין השורות ובתוך השורות של 0.75 מ' × 0.3 מטר, לסך הכל 216 עציצים. האדמה בעציצים הושקתה עד 60% קיבולת שדה לאחר זריעת הזרעים. דגימות קרקע וצמחים נאספו בשלושה שלבי התפתחות: V10 (התפתחות), R1 (פריחה) ו-R6 (בגרות). הדגימות הובאו למעבדה במקרר מלא קרח ונשמרו על מינוס 20°C לבדיקות נוספות. שקיות נייר חומות שימשו לאחסון והקפאה עמוקה של דגימות הצמח שנותרו לריכוזי AFB1 ובדיקות נוספות. דגימות הצמחים שנותרו לריכוזי AFB1 וניתוחים נוספים נשמרו בשקיות נייר חומות והוקפואו עמוק עד לניתוח.

ניתוח אפלטוקסיני תירס
רכיבי התפתחות התירס (שורש, גבעול, עלה וגרעינים) בשלבי גדילה שונים נאספו בשקיות פלסטיק סטריליות, סומנו בזהירות והועברו למעבדה. כדי לשמור על שלמות נתוני הצמיחה ולהבטיח תצפיות עצמאיות לכל שלב פיתוח, יושם פרוטוקול דגימה הרסני. כדי לבטל זיהום צולב בין ריכוזי ננו-חלקיקים לסוגי החיסון, כלי הקציר והכפפות נוקו ב-70% אתנול ונשטפו במים דה-יוניים בין כל קבוצת הטיפול. באמצעות טיט ועלי, 10 גרם מהחומר הצמחי ו-1 גרם נתרן כלוריד (NaCl) טחנו במשך 10 דקות ב-25 מ"ל של 80% מתנול ו-20% מים מזוקקים. לגרעין תירס וליבת תירס, 25 גרם דגימה טחונה ו-2.5 גרם NaCl התערבבו עם 100 מ"ל של 80% מתנול:20 מים מזוקקים במהירות גבוהה למשך 10 דקות. לאחר מכן, התמצית ההומוגנית עוברה סינון דרך מסנן זכוכית מיקרופייבר, ולאחר מכן נשטפה ב-20 מ"ל של 20% Tween-2 במי מלח עם בופר פוספט (PBS). אפלטוקסינים הופקו מעמודת הזיקה החיסונית לאחר שחרור בקצב זרימה של טיפה אחת לשנייה, והסופרנטנט (ציטופלזמה) נאסף לתוך בקבוקון ענבר. לאחר מכן, AFB1 ואפלטוקסינים נוספים נמדדו לפי שיטת הכרומטוגרפיה הנוזלית28 , שכללה גזירה של אפלטוקסינים עם תמיסת o-פתלדיאלדהיד והזרקת התרכובות הנגזרות למערכת כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים (HPLC). מערכת ה-HPLC הייתה מצוידת בגלאי פלואורסצנציה Jasco FP-920 עם עירור של 362 ננומטר ופליטה של 425 ננומטר. ה-AFB1 היה בנוי פיזיולוגית באופן טבעי כך שיזהו אותו באורך גל עירור של 362 ננומטר. עמודת היכרום (4.6 מ"מ × 150 מ"מ) עם חלקיקים של 5 מיקרומטר שימשה אותה, והכור הנגזר היה תוכנית KOBRA Cell ב-100 מיקרו-אמפר. הפרדות של שיאים כרומטוגרפיים בוצעו בעמודת היכרום שעליה הותקן עמודה מוקדמת בפאזה סטציונרית דומה. ה-Inertsil ODS-3 ו-ODS-3 V שימשו כמחסניות מגן ואנליטיות, בהתאמה, בעוד שהמזרק כלל אוטוסמפלר עם שסתום ריאודין. השלב הנייד הורכב ממים: מתנול (65:35, v/v), ברומיד אשלגן (119 מ"ג), וחומצה חנקתית 4 M (350 מיקרוליטר) לליטר, ונשאבה בקצב זרימה של 1.0 מ"ל לדקה בתוכנית איזוקרטית. זיהוי אפלטוקסין נחשב חיובי לכל שיא בזמן שמירה דומה לכל תקן ובגובה גבוה פי חמישה מהרעש הבסיסי29.

חושבו גבולות גילוי (LOD), גבול הכימות (LOQ) ואחוזי התאוששות (אחוזים) כדי לאשר את הגישה האנליטית של ה-HPLC, באמצעות משוואות 1, 2 ו-3, בהתאמה. ה-LOD הוא הריכוז הנמוך ביותר של אפלטוקסין שניתן להבחין בו באופן אמין מרעש רקע, בעוד ש-LOQ הוא הריכוז הנמוך ביותר של אפלטוקסין שניתן למדוד כמותית בדיוק ודיוק מקובלים30. AFB1 והמטבוליטים שלו הוחזרו על ידי הוספת 10 מיקרוליטר של תקני האפלטוקסין הכוללים (AFB1,AFB 2, AFG1 ו-AFG2) לדגימות ביקורת תירס שליליות בשלושה עותקים. הדגימות הופקו לאחר מכן באמצעות HPLC באמצעות ההליכים שהוזכרו קודם.

LOD = X + 3s 1

LOQ = X + 10s 2

figure-protocol-13

כאשר "X" הוא הריכוז הממוצע של ערכי המדגם המחוזקים, ו-"s" הוא סטיית התקן של המדגם.

הערכת חשיפה AFB1
רמות האפלטוקסין הממוצעות בתזונת התירס, הצריכה היומית של התירס, ומשקל הגוף הממוצע (ילדים, מבוגרים, בקר בקר, פרות חלב ואפרוחים) שימשו לחישוב הצריכה היומית המוערכת (EDI). מדד ה-EDI לאפלטוקסינים ממוצעים חושב לפי משוואה 2 ובוטא ב-(ng/kg משקל גוף/יום); לחישוב מדד הסיכון (HI), ערכי EDI הומרו ל-ng/kg משקל גוף ליום (1 ppb/kg/day = 1,000 ng/kg משקל גוף/יום) כדי להתאים ליחידות TD503231.

figure-protocol-24

הערכת סיכונים ואפיון
מדד הסיכון (HI) חושב על ידי חלוקת ה-EDI ב-TD50 וכפל במקדם בטיחות של 50,000. מינון רעיל חציוני (TD) 50 הוא המינון הנדרש (ng/kg/weight/day) כדי לגרום לגידולים ב-50% מבעלי החיים שלא היו מפתחים גידולים במינון אפס31,32.

ניתוח נתונים
ניתוח שונות בוצע על נתוני הצמיחה והתפוקה שנאספו באמצעות פרוצדורת RCBD ב-SAS 9.4 (SAS Institute Inc., קארי, צפון קרוליינה, ארה"ב). בוצעו השוואות מרובות של ממוצעי הריבועים המינימליים באמצעות מבחן ההפרש המשמעותי בכנות (HSD) של טוקימספר 33.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ריכוז האפלטוקסין ברכיבי גידול
התוצאות הראו כי זוהו ריכוזי אפלטוקסין ברכיבי הגידול ובגרעין תירס שטופלו ב-CuO/ZnO NPs מסונתזים בירוק, מה שמעיד על נוכחות כל סוגי האפלטוקסין העיקריים (AFG2,AFG 1, AFB2 ו-AFB1). עקומות הכיול ששימשו לחישוב ריכוזי האפלטוקסין הראו ליניאריות טובה בין האפלטוקסינים השונים, כאשר ערכי r2 נעים בין 0.9999 ל-1 (איור 1 וקובץ מש...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הצלחת פרוטוקול זה בהפחתתהעברת AFB 1 והצטברות בתירס תלויה במספר שלבים קריטיים שמבטיחים הן יעילות ביולוגית והן אמינות אנליטית16,27. התוצאות מראות כי 125 מ"ג/ק"ג של חומרים היברידיים של CuO-ZnO מסונתזת בירוק הפחיתו משמעותית את ריכוזי AFB1 בשני המודלים הניסיוניים, אם כי באמצעות מנגנונים פוטנציאליים מובחנים16. דינמיקת ספיחה (אתר הקמפוס): באתר הקמפוס, שם התירס נחשף ל-AFB1 שהופק מר...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין ניגודי עניינים להצהיר עליהם.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

עבודה זו נתמכה על ידי מלגת דוקטורט מאוניברסיטת נורת'-ווסט ומלגת סגל למדעי הטבע והחקלאות.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
אצטט נחושת(II) [Cu(CO2CH3)2]סיגמא-אולדריץ' Pty, סנט לואיס, מיזורי, ארה"ב10,53,753כחול-ירוק כהה בצבע גבישי מוצק (98% טוהר)
פילטר מיקרופייבר מזכוכית  סיגמא-אולדריץ' Pty, סנט לואיס, מיזורי, ארה"ב1703965זכוכית בורוסיליקט  
מערכת כרומטוגרפיה נוזלית בעלת ביצועים גבוהים (HPLC)שימאדזו20H2להפרדה וכימות של אנליטים  
אתנול בדרגת HPLCסיגמא-אולדריץ' Pty, סנט לואיס, מיזורי, ארה"ב34923ממס חסר צבע בעל טוהר גבוה (&99%)
מתנול בדרגת HPLCמרק KGaA, דרמשטאדט, גרמניה322415ממס חסר צבע בעל טוהר גבוה (&99%)
עמודת זיקה חיסוניתשימאדזוKJ524לצורך טיהור סלקטיבי של אנליטים מטרה
זרעי תירס של PAN 5R-590RNWKלא זמיןגרעינים קטנים וקשים עם קולור לבן
סליין עם בופר זרחן (PBS)מרק KGaA, דרמשטאדט, גרמניה3526580תמיסת בופר איזוטונית 
שקיות פלסטיקאקו-אגרו אנטרפרייז (Pty) Ltdלא זמיןמנוקב
מטוהרים AFB1, AFB2, AFG1, AFG2 ו-סך הכל במקוםTrilogy Analytical Laboratory, Inc (ווסברינק דרייב, וושינגטון, ארה"ב)TAS-M12DA1-10מוצק גבישי לבן עד לבן-שמנת
נתרן כלוריד (NaCl)סיגמא-אולדריץ' Pty, סנט לואיס, מיזורי, ארה"בלא זמיןמוצק גבישי לבן
אצטט אבץ [Zn(CH3COO2)2H2O]כימיקלים של VWR2331 210 2מוצק גבישי לבן (טוהר 99%)

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Yilmaz, S., Bag, H. Aflatoxin B1: mechanism, oxidative stress and effects on animal health. J Anim Biol Vet. 2, 1-16 (2022).
  2. Awuchi, C. G., Ondari, E. N., Ogbonna, C. U., Upadhyay, A. K., Baran, K., et al. Mycotoxins affecting animals, foods, humans, and plants: Types, occurrence, toxicities, action mechanisms, prevention, and detoxification strategies—A revisit. Foods. 10 (6), 1279 (2021).
  3. Afzal, A., Syed, S., Ahmad, R., Zeeshan, M., Nabi, G. The menace of aflatoxin: understanding the effects of contamination by Aspergillus species on crops and human health and advancements in managing these toxic metabolites. Aspergillus and Aspergillosis-Advances in Genomics, Drug Development, Diagnosis and Treatment. , (2023).
  4. Cao, W., Yu, P., Yang, K., Cao, D. Aflatoxin B1: metabolism, toxicology, and its involvement in oxidative stress and cancer development. Toxicol Mech Methods. 32 (6), 395-419 (2022).
  5. Kortei, N. K., Annan, T., Kyei-Baffour, V., Essuman, E. K., Okyere, H., et al. Exposure and risk characterizations of ochratoxins A and aflatoxins through maize (Zea mays) consumed in different agro-ecological zones of Ghana. Sci Rep. 11 (1), 23339 (2021).
  6. Adetuniji, M., Atanda, O., Ezekiel, C., Dipeolu, A., Uzochukwu, S., et al. Distribution of mycotoxins and risk assessment of maize consumers in five agro-ecological zones of Nigeria. Eur Food Res Technol. 239 (2), 287-296 (2014).
  7. Li, C., Liu, X., Wu, J., Ji, X., Xu, Q. Research progress in toxicological effects and mechanism of aflatoxin B1 toxin. PeerJ. 10, e13850 (2022).
  8. Peles, F., Sipos, P., Győri, Z., Pfliegler, W. P., Giacometti, F., et al. Adverse effects, transformation and channeling of aflatoxins into food raw materials in livestock. Front Microbiol. 10, 2861 (2019).
  9. Sarwar, A., Khan, S. A. Implementation of best practices to ensure aflatoxin controlled chilli production from post harvesting to customer in developing country. J Educ Manag Soc Sci. 1 (1), 24-32 (2020).
  10. Hell, K., Mutegi, C., Fandohan, P. Aflatoxin control and prevention strategies in maize for Sub-Saharan Africa. Julius-Kühn-Archiv. 425, 534 (2010).
  11. Cheli, F., Pinotti, L., Novacco, M., Ottoboni, M., Tretola, M., et al. Mycotoxins in wheat and mitigation measures. Wheat improvement, management and utilization. 10, 67240 (2017).
  12. Adegoke, G. O., Letuma, P. Strategies for the prevention and reduction of mycotoxins in developing countries. Mycotoxin and food safety in developing countries. , 123-136 (2013).
  13. Kebede, H., Abbas, H. K., Fisher, D. K., Bellaloui, N. Relationship between aflatoxin contamination and physiological responses of corn plants under drought and heat stress. Toxins. 4 (11), 1385-1403 (2012).
  14. Mshanga, J. P., Makule, E. E., Ngure, F. M. Physical methods for reduction of aflatoxins exposure in groundnuts in some low-income countries: A review. Curr Res Nutr Food Sci. 11 (2), 504-518 (2023).
  15. Gamedze, N. P., Mthiyane, D. M., Mavengahama, S., Singh, M., Onwudiwe, D. C. Biosynthesis of ZnO nanoparticles using the aqueous extract of Mucuna pruriens: structural characterization, and the anticancer and antioxidant activities. Chem Afr. 7 (1), 219-228 (2024).
  16. Ngwenya, S. C., Sithole, N. J., Mthiyane, D. M., Jobe, M. C., Babalola, O. O., et al. Effects of green-synthesised copper oxide–zinc oxide hybrid nanoparticles on antifungal activity and phytotoxicity of aflatoxin B1 in maize (Zea mays L.) seed germination. Agronomy. 15 (2), 313 (2025).
  17. Peng, C., Pang, R., Li, J., Wang, E. Current advances on the single-atom nanozyme and its bioapplications. Adv Mater. 36 (10), 2211724 (2024).
  18. Panhwar, S., Buledi, J. A., Mal, D., Solangi, A. R., Balouch, A., et al. Importance and analytical perspective of green synthetic strategies of copper, zinc, and titanium oxide nanoparticles and their applications in pathogens and environmental remediation. Curr Anal Chem. 17 (8), 1169-1181 (2021).
  19. Gebre, S. H., Sendeku, M. G. New frontiers in the biosynthesis of metal oxide nanoparticles and their environmental applications: an overview. SN Appl Sci. 1 (8), 928 (2019).
  20. Alavi, M., Kennedy, J. F. Recent advances of fabricated and modified Ag, Cu, CuO and ZnO nanoparticles by herbal secondary metabolites, cellulose and pectin polymers for antimicrobial applications. Cellulose. 28, 3297-3310 (2021).
  21. Krumova, E., Benkova, D., Stoyancheva, G., Dishliyska, V., Miteva-Staleva, J., et al. Exploring the mechanism underlying the antifungal activity of chitosan-based ZnO, CuO, and SiO2 nanocomposites as nanopesticides against Fusarium solani and Alternaria solani. Int J Biol Macromol. 268, 131702 (2024).
  22. Kumar, J. A., Krithiga, T., Manigandan, S., Sathish, S., Renita, A. A., et al. A focus to green synthesis of metal/metal based oxide nanoparticles: Various mechanisms and applications towards ecological approach. J Clean Prod. 324, 129198 (2021).
  23. Chouhan, D., Choudhuri, C., Mathur, P. Implication of nanotechnology for the management of seed-borne pathogens in cereal crops. Food production, diversity, and safety under climate change. , 263-272 (2024).
  24. Vega-Fernández, L., Quesada-Grosso, R., Viñas, M., Irías-Mata, A., Montes de Oca-Vásquez, G., et al. Current applications and future perspectives of nanotechnology for the preservation and enhancement of grain and seed traits. Nanomaterials for environmental and agricultural sectors. , 191-220 (2023).
  25. Soil Classification Working Group. . Soil classification: a natural and anthropogenic system for South Africa. , (2018).
  26. Ngwenya, S., Sithole, N. J., Ramachela, K., Mthiyane, D. M., Mwanza, M., et al. Eco-friendly synthesis of ZnO, CuO, and ZnO/CuO nanoparticles using extract of spent Pleurotus ostreatus substrate, and their antioxidant and anticancer activities. Discov Nano. 20 (1), 35 (2025).
  27. Ngwenya, S. C., Sithole, N. J., Mthiyane, D. M., Mwanza, M., Onwudiwe, D. C., et al. Effects of AFB1 and Aspergillus flavus spores on root rhizospheric fungal population, seedling emergence, plant growth, and yield. Agronomy. 15 (3), 523 (2025).
  28. Ekwomadu, T. I., Dada, T. A., Akinola, S. A., Nleya, N., Mwanza, M. Analysis of selected mycotoxins in maize from north-west South Africa using high performance liquid chromatography (HPLC) and other analytical techniques. Separations. 8 (9), 143 (2021).
  29. Akinola, S. A., Ateba, C. N., Mwanza, M. Behaviour of Aspergillus parasiticus in aflatoxin production as influenced by storage parameters using response surface methodology approach. Int J Food Microbiol. 357, 109369 (2021).
  30. Hepsag, F., Golge, O., Kabak, B. Quantitation of aflatoxins in pistachios and groundnuts using HPLC-FLD method. Food Control. 38, 75-81 (2014).
  31. Kortei, N. K., Agyekum, A. A., Akuamoa, F., Baffour, V. K., Alidu, H. W. Risk assessment and exposure to levels of naturally occurring aflatoxins in some packaged cereals and cereal based foods consumed in Accra, Ghana. Toxicol Rep. 6, 34-41 (2019).
  32. de Matos, C. J., Schabo, D. C., do Nascimento, Y. M., Tavares, J. F., Lima, E. O., et al. Aflatoxin M1 in Brazilian goat milk and health risk assessment. J Environ Sci Health B. 56 (4), 415-422 (2021).
  33. Abdi, H., Williams, L. J. Tukey’s honestly significant difference (HSD) test. Encycl Res Des. 3 (1), 1-5 (2010).
  34. Siwela, A. H., Nziramasanga, N. Regulatory aspects of aflatoxin control in Zimbabwe—A review. J Appl Sci South Afr. 5, 141-147 (1999).
  35. Boni, S., Beed, F., Kimanya, M., Koyano, E., Mponda, O., et al. Aflatoxin contamination in Tanzania: quantifying the problem in maize and groundnuts from rural households. World Mycotoxin J. 14 (4), 553-564 (2021).
  36. Yard, E. E., Daniel, J. H., Lewis, L. S., Rybak, M. E., Paliakov, E. M., et al. Human aflatoxin exposure in Kenya, 2007: a cross-sectional study. Food Addit Contam A. 30 (7), 1322-1331 (2013).
  37. Chanda, R., Fincham, R., Venter, P. A review of the South African food control system: challenges of fragmentation. Food Control. 21 (6), 816-824 (2010).
  38. EFSA. . Outcome of a public consultation on the draft risk assessment of aflatoxins in food. , (2020).
  39. Albersheim, P., Darvill, A., Roberts, K., Sederoff, R., Staehelin, A. . Plant cell walls. , (2010).
  40. Banfalvi, G. . Biological membranes. , (2016).
  41. Tien, H. T., Ottova-Leitmannova, A. . Membrane biophysics: as viewed from experimental bilayer lipid membranes. , (2000).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

B1Aspergillus Flavus

מאמרים קשורים