Artykuł badawczy

Zielone nanocząstki CuO/ZnO: Redukcja translokacji i akumulacji AFB1 w kukurydzy.

DOI:

10.3791/70906

⸱

5 czerwca 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

W tym artykule

Podsumowanie

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

Badanie to badało skuteczność hybrydowych nanocząstek CuO/ZnO w zielonej syntezie w ograniczaniu aflatoksynyB1 (AFB1) i translokacji w kukurydzy, wykazując, że leczenie 125 mg/kg znacząco obniża poziom AFB1 i minimalizuje ryzyko narażenia ludzi i zwierząt w diecie.

Streszczenie

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

Aflatoksyna B1 (AFB1) to silny czynnik rakotwórczy wytwarzany przez gatunki Aspergillus , który zanieczyszcza uprawy kukurydzy, stwarzając poważne zagrożenie dla zdrowia ludzi i zwierząt poprzez narażenie na dietę. Tradycyjne zarządzanie po zbiorach i interwencje chemiczne często są kosztowne lub nieskuteczne w zapobieganiu przenoszeniu toksyn z gleby do rośliny podczas wzrostu. Głównym celem tego protokołu było ocenenie hybrydowych nanocząstek (NP) z zielonego syntezy tlenku miedzi i tlenku cynku (CuO/ZnO) jako zrównoważonej poprawki glebowej przed zbiorem. Celem badania było ustalenie, czy te NP mogą skutecznie hamować translokację i gromadzenie AFB1 w tkankach kukurydzy, zmniejszając tym samym nagromadzenie toksyn w jadalnych ziarnach. Stosując losowy, kompletny blok na dwóch różnych stanowiskach, kukurydza była uprawiana w glebie zaszczepionej zarodnikami AFB1 lub Aspergillus flavus i traktowana różnymi stężeniami NP (0–125 mg/kg). Protokół stosował zieloną syntezę z podłożem Pleurotus ostreatus , aby zapewnić przyjazność dla środowiska. Tkanki roślinne analizowano na różnych etapach fizjologicznych za pomocą wysokowydajnej chromatografii cieczowej (HPLC) w celu pomiaru poziomów AFB1 oraz obliczania oceny ryzyka dla ludzi i zwierząt gospodarskich. Leczenie 125 mg/kg zielonych hybrydowych NP istotnie (p < 0,05) znacząco obniżyło stężenia AFB1 we wszystkich etapach wzrostu. Na terenie kampusu AFB1 zmniejszyło się o 68% w fazie wegetatywnej, 82% w fazie kwitnienia i 76% w dojrzałości w porównaniu do grupy kontrolnej pozytywnej. Co istotne, poziom AFB1 w ziarnie spadł do 6,91 ppb, co znacząco obniżyło szacowane dzienne spożycie u ludzi. Jednak potrzebne są dalsze badania, aby ocenić potencjalne pozostałości nanocząsteczek i długotrwałą toksyczność. Metoda ta pokazuje, że zielone hybrydy CuO/ZnO działają jako skuteczny środek bioremediacyjny, zapobiegając transportowi toksyn do jadalnych części rośliny. Takie podejście oferuje skalowalną, przyjazną środowisku strategię zwiększania bezpieczeństwa żywnościowego i ograniczania ekspozycji na AFB1 w regionach podatnych na aflatoksyny.

Wprowadzenie

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

Aflatoksyny, szczególnie aflatoksyna B1 (AFB1), należą do najważniejszych mykotoksyn ze względu na ich częstość, toksyczność i wpływ na ludzi. Są wytwarzane przez niektóre grzyby, głównie te należące do gatunku Aspergillus 1,2,3. AFB1 jest powiązany z rakiem wątrobylowym i jest najbardziej niebezpiecznym spośród wszystkich aflatoksyn4. Te silne czynniki rakotwórcze infekują różne uprawy rolne, w tym kukurydzę (Zea mays L.), co prowadzi do poważnych obaw o bezpieczeństwo żywności 5,6. Obecność AFB1 w kukurydzi nie tylko wpływa na plon i jakość upraw, ale także stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia ludzi i zwierząt poprzez ekspozycję pokarmową 7,8.

Obecnie zarządzanie aflatoksynami opiera się głównie na strategiach po zbiorach, takich jak odpowiednie suszenie, sortowanie uszkodzonych ziaren, zabiegi chemiczne (np. amoniak lub ozon), napromieniowanie oraz hermetyczne przechowywanie, aby zapobiec rozwojowi grzybów podczas przechowywania9. Strategie obejmują dobre zarządzanie uprawami, środki biokontroli (takie jak wapno) oraz ulepszone magazyny10. Testowano także metody fizyczne i chemiczne, takie jak mikrofale, ultrafiolet (UV), światło impulsowe, elektrolizowana woda, zimna plazma, ozon, wiązka elektronów oraz napromieniowaniegamma. Jednak te metody po zbiorach są często kosztowne, energochłonne lub niepraktyczne do szerokiego zastosowania, a nie zapobiegają translokacji aflatoksyny w roślinie podczas wzrostu.

Stosowane metody przedzbiorowe obejmują praktyki agronomiczne, takie jak odporne odmiany, terminowe siewy, nawadnianie w celu zmniejszenia stresu suszowego oraz biokontrola za pomocą szczepów aflatoksygennych A. flavus (np. Aflasafe), które konkurencyjnie wykluczają szczepy toksjogenne, ale wymagają powtarzalnych zastosowań i mogą nie w pełni rozwiązywać translokacji glebowej 11,12,13. Metody te często napotykają ograniczenia: interwencje po zbiorach nie mogą odwrócić istniejącego wcześniej zanieczyszczenia, wiążą się z wysokimi kosztami infrastruktury sortowania/magazynowania w warunkach o ograniczonych zasobach, ryzykują utratę składników odżywczych lub pozostałości chemicznych, a skuteczność kontroli biologicznej zmienia się w zależności od warunków środowiskowych14.

Dla porównania, hybrydowe nanocząstki CuO-ZnO syntetyzowane w zieleni oferują nowatorską strategię poprawy gleby przed zbiorem. W przeciwieństwie do konwencjonalnych chemicznych NP, zielona synteza z ekstraktami roślinnymi (np. podłożem grzybowym) unika toksycznych rozpuszczalników, obniża koszty i zwiększa biokompatybilność, czyniąc je ekologicznie zrównoważonymi15,16. Hybrydyzacja CuO-ZnO synergicznie zwiększa aktywność antygrzybiczą, generując reaktywne formy tlenu (ROS), zakłócając błony grzybowe i zapewniając dużą powierzchnię adsorpcji AFB1, zapobiegając tym samym wchłanianiu i przesiedleniu do jadalnych części roślin, takich jak ziarna. Różni się to od istniejących strategii umożliwiając wczesną interwencję na styku gleba-roślina, osiągając redukcję AFB1 do 80-99% przy niskich dawkach (np. 125 mg/kg), bez obniżania plonów lub pozostawiania szkodliwych pozostałości17. Kluczowe zalety to przyjazność środowisku w porównaniu z chemicznymi fungicydami, wyższa skuteczność w porównaniu z NP z pojedynczym metalem lub biokontrolą w różnych warunkach polowych oraz potencjał skalowalnej integracji z praktykami rolniczymi w regionach podatnych na aflatoksyny, takich jak Afryka Subsaharyjska.

Tlenki metalu NP, w szczególności tlenek cynku (ZnO) i tlenek miedzi (CuO), przyciągnęły uwagę wśród tych materiałów ze względu na swoje właściwości przeciwgrzybicze i zdolność do wchłaniania toksyn18,19. Na przykład zgłoszono, że NP Cu mają zdolność do wytwarzania ROS, co może szkodzić bakteryjnym i grzybowym makrocząsteczom biologicznym20. Ponadto, w innym eksperymencie wykazano, że szczepy grzybowe wykazują wyraźną zmianę z wyraźną tendencją do wzrostu rzędu, gdy F. Solani był leczony NP CuO opartymi na chitosanie, co skutkowało największym efektem porządku21. Zielona synteza NP zyskała uznanie jako bezpieczniejsza i zrównoważona alternatywa dla konwencjonalnych metod chemicznych, minimalizując tym samym toksyczne produkty uboczne i wpływ na środowisko15,22.

Hybrydyzacja NP CuO i ZnO łączy korzystne właściwości obu metali, potencjalnie zwiększając ich skuteczność w rozkładzie lub adsorbacji AFB123,24. Obecnie te zielone syntetyzowane NP są głównie wykorzystywane do kontroli produkcji AF w szczepach grzybów w eksperymentach in vitro; na przykład Sheik i Awad badali wpływ AgNP, AuNP oraz ich mieszaniny na wzrost i aflatoksynęB1 w szczepie aflatoksygennym A. flavus 25. Jednak stężenie potrzebne do kontrolowania wzrostu A. flavus jest nieznane. Dlatego istnieje kluczowa potrzeba oceny zielonych hybryd CuO-ZnO w warunkach terenowych pod kątem ich wpływu na translokację AFB1 ze źródeł wzbogaconych o glebę do tkanek kukurydzianych w porównaniu z konwencjonalnymi NP. Celem tego badania było określenie wpływu różnych stężeń zielonych hybryd NP CuO/ZnO na stężenie AFB1/A. flavus w tkankach roślin kukurydzy oraz ocena ryzyka AFB1 w kukurydzy, po obrobieniu kukurydzy zielonymi hybrydowymi NP CuO/ZnO. Hipotezy badawcze miały dostarczyć mechanistycznych podstaw dla zaobserwowanej skuteczności hybrydowych NP CuO-ZnO syntetyzowanych w zieleni. Niniejsze badanie testuje następujące mierzalne hipotezy: 1) Hipotezę hamowania przeciwgrzybiczego, według której hybrydowe NP miały znacząco zmniejszyć sporulację A. flavus i późniejszą produkcję de novo AFB1 w glebie w porównaniu do NP o pojedynczym metalu, zidentyfikowanych przez niższe obciążenie grzybami i poziomy toksyn na stanowisku Molelwane. 2) Hipoteza adsorpcja-translokacja: w której obecność istniejących wcześniej toksyn (na terenie kampusu) wykazała wysokie powinowactwo wiązawcze do AFB1, co znacząco zmniejszało tempo translokacji toksyn z gleby do systemu korzeniowego kukurydzy. 3) Hipoteza biokompatybilności (fitotoksyczność): według której hybrydowe NP syntetyzowane na zielono miały prowadzić do mniejszej resztkowej akumulacji metali i obniżenia markerów stresu oksydacyjnego w tkankach kukurydzy w porównaniu do konwencjonalnych testów chemicznych, co zwiększyło biobezpieczeństwo upraw.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

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

Miejsca eksperymentalne
Próby przeprowadzono w dwóch lokalizacjach oddalonych od siebie o 7 km; w każdej z nich zastosowano inne zabiegi inokulacyjne. W pierwszym doświadczeniu w gospodarstwie badawczym Molelwane należącym do North-West University (NWU) (25,810°S, 25,630°E, 1276 m) w prowincji Północno-Zachodniej w RPA, przygotowano tunel z siatką zapewniającą 40% zacienienia. Czerwona gleba piaszczysto-gliniasta została sklasyfikowana jako forma Hutton i zawierała 75% piasku, 4% pyłu oraz 21% gliny25. Drugi eksperyment przeprowadzono w tunelu z siatką na kampusie NWU w Mafikeng (25,8278 °S, 25,6079 °E, 1276 m). Gleby w drugiej lokalizacji były piaszczysto-gliniaste z zawartością 82% piasku, 3% pyłu i 15% gliny i zostały wcześniej sklasyfikowane jako forma Arcadia25. Zielone hybrydowe NPs CuO/ZnO zostały zsyntetyzowane w laboratorium Katedry Chemii w Szkole Nauk Fizycznych i Chemicznych na Wydziale Nauk Przyrodniczych i Rolniczych NWU w RPA.

Synteza zielonych hybrydowych NP CuO/ZnO
Dziesięć (10) g wysuszonego podłoża grzybowego (SMS) po uprawie Pleurotus ostreatus dodano do 100 mL wody dejonizowanej, podgrzano do 70 °C i mieszano przez 2 h26. Mieszaninę schłodzono następnie do temperatury pokojowej, przefiltrowano, a 30 mL filtratu dodano do roztworu zawierającego 2,5 g octanu miedzi i 2 g octanu cynku w 30 mL wody destylowanej. pH tego roztworu skorygowano do 8 za pomocą wodorotlenku sodu (NaOH), podgrzano do 80 °C przez 2 h, a po zakończeniu reakcji odwirowano, suszono przez noc w piekarniku i kalcynowano w temperaturze 650 °C przez 2 h26. Zsyntetyzowane NP poddano charakterystyce, która potwierdziła uzyskanie zielonych hybrydowych NP CuO/ZnO.

Pobieranie i analiza próbek gleby
Próbki gleby pobrano z Farmy Uniwersyteckiej w Molelwane oraz z obszaru doświadczalnego kampusu z głębokości 0–15 cm i 15–30 cm. Następnie zostały one skategoryzowane i przebadane pod kątem właściwości fizycznych i chemicznych zgodnie z opisem przedstawionym przez27.

Projekt eksperymentalny
W badaniu zastosowano eksperyment czynnikowy ułożony w zrandomizowany schemat blokowy (RCBD) z trzema powtórzeniami. Aby ocenić skuteczność hybrydowych NP CuO-ZnO otrzymanych metodą zielonej syntezy w różnych scenariuszach zanieczyszczenia, ustanowiono dwa niezależne tryby ekspozycji w oddzielnych lokalizacjach: Lokalizacja 1 (Kampus North-West University) reprezentowała model zanieczyszczenia egzogennego, w którym glebę wzbogacono wyekstrahowaną AFB1 w stężeniu 160 ppb/kg, aby ocenić zdolność NP do bezpośredniej adsorpcji i blokowania translokacji. Lokalizacja 2 (Gospodarstwo Badawcze Molelwane) reprezentowała model infekcji biologicznej, w którym glebę zaszczepiono zarodnikami A. flavus w dawce 160 zarodników/kg, aby zbadać wpływ przeciwgrzybiczy NP na produkcję mikotoksyn de novo i ich późniejsze pobieranie przez rośliny. Sproszkowane NP odważono i równomiernie wymieszano z 1 kg gleby w plastikowej torbie do sadzenia po inokulacji (AFB1 lub zarodniki A. flavus). Każda seria zabiegów była wykonywana oddzielnie, a dłonie dezynfekowano pomiędzy nimi. Następnie w każdej doniczce (średnica górna 9 cm, dolna 6,5 cm) posadzono początkowo cztery nasiona kukurydzy. Aby zachować trzy zdrowe siewki w doniczce, siewki przycięto tydzień po ich wykiełkowaniu. Zgodnie z zaleceniami dotyczącymi optymalnej produkcji kukurydzy wynikającymi z analizy gleby, glebę nawożono. Doniczki ustawiono w odstępach międzyrzędowych i wewnątrzrzędowych wynoszących 0,75 m × 0,3 m, co dało łącznie 216 doniczek. Po wysiewie nasion glebę w doniczkach podlano do 60% pojemności polowej. Próbki gleby i roślin pobierano w trzech stadiach rozwojowych: V10 (rozwój), R1 (kwitnienie) i R6 (dojrzałość). Próbki transportowano następnie do laboratorium w chłodni wypełnionej lodem i przechowywano w temperaturze -20 °C do dalszych analiz. Do przechowywania i głębokiego mrożenia pozostałych próbek roślin do oznaczania stężeń AFB1 oraz innych testów wykorzystano brązowe papierowe torby. Pozostałe próbki roślin do oznaczania stężeń AFB1 i innych analiz przechowywano w brązowych papierowych torbach i zamrożono do czasu analizy.

Analiza aflatoksyn w kukurydzy
Części rozwojowe kukurydzy (korzeń, łodyga, liść i ziarno) na różnych etapach wzrostu zostały zebrane do sterylnych plastikowych woreczków, starannie oznakowane i przetransportowane do laboratorium. Aby zachować spójność danych o wzroście i zapewnić niezależne obserwacje dla każdego etapu rozwojowego, zastosowano protokół pobierania próbek metodą destrukcyjną. W celu wyeliminowania kontaminacji krzyżowej między stężeniami nanocząstek a rodzajami inokulacji, narzędzia do zbiorów i rękawiczki były czyszczone 70% etanolem i płukane wodą dejonizowaną pomiędzy każdą grupą zabiegową. Przy użyciu moździerza i tłuczka sproszkowano 10 g materiału roślinnego i 1 g chlorku sodu (NaCl) przez 10 min w 25 mL 80% metanolu i 20% wody destylowanej. W przypadku ziaren kukurydzy i rdzenia kukurydzy, 25 g zmielonej próbki oraz 2,5 g NaCl zmieszano z 100 mL 80% metanolu:20 wody destylowanej przy wysokiej prędkości przez 10 min. Następnie zhomogenizowany ekstrakt przefiltrowano przez szklany filtr z włókien mikroskopowych, po czym przemyto go 20 mL 20% Tween-2 w solance fosforanowej (PBS). Aflatoksyny wyekstrahowano z kolumny powinowactwa odpornościowego poprzez elucję przy szybkości przepływu jednej kropli na sekundę, a supernatant (cytoplazmę) zebrano do bursztynowej fiolki. Następnie poziom AFB1 oraz innych aflatoksyn zmierzono metodą chromatografii cieczowej28, która obejmowała derywatyzację aflatoksyn roztworem o-ftaldialdehydu i wstrzyknięcie derywatyzowanych związków do systemu wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC). System HPLC był wyposażony w detektor fluorescencyjny Jasco FP-920 ustawiony na wzbudzenie 362 nm i emisję 425 nm. AFB1 posiadał naturalną strukturę fizjologiczną umożliwiającą detekcję przy długości fali wzbudzenia 362 nm. Użyto kolumny Hichrom (4,6 mm × 150 mm) z cząstkami 5 µm, a reaktorem derywatyzacji był program KOBRA Cell przy 100 µA. Rozdzielanie pików chromatograficznych przeprowadzono na kolumnie Hichrom, do której dopasowano przedkolumnę o podobnej fazie stacjonarnej. Jako wkład ochronny i analityczny zastosowano odpowiednio Inertsil ODS-3 i ODS-3 V, natomiast injektor stanowił autosampler z zaworem reodyne. Faza ruchoma składała się z wody:metanolu (65:35, v/v), bromku potasu (119 mg) i 4 M kwasu azotowego (350 µL) na litr i była pompowana z szybkością przepływu 1,0 mL/min w programie izokratycznym. Detekcję aflatoksyn uznano za pozytywną dla każdego piku o czasie zatrzymania zbliżonym do każdego standardu i o wysokości pięciokrotnie przekraczającej szum tła29.

Aby potwierdzić analityczne podejście metody HPLC, obliczono granice wykrywalności (LOD), granice oznaczalności (LOQ) oraz procentowy (%) odzysk, korzystając odpowiednio z równań 1, 2 i 3. LOD to najniższe stężenie aflatoksyny, które można wiarygodnie odróżnić od szumu tła, natomiast LOQ to najniższe stężenie aflatoksyny, które można zmierzyć ilościowo z akceptowalną precyzją i dokładnością30. Odzysk AFB1 i jej metabolitów określono poprzez dodanie 10 µL standardów całkowitej zawartości aflatoksyn (AFB1, AFB2, AFG1 oraz AFG2) do negatywnych próbek kontrolnych kukurydzy w trzech powtórzeniach. Następnie próbki poddano ekstrakcji za pomocą HPLC, stosując wcześniej opisane procedury.

LOD = X + 3s     1

LOQ = X + 10s     2

Wzór na procent odzysku: %Odzysku = (Ilość odzyskana / Ilość dodana) × 100, wynik analityczny.    3

Gdzie: „X” to średnia koncentracja wartości próbek ślepych po wzbogaceniu, a „s” to odchylenie standardowe próby.

Szacowanie narażenia na AFB1
Do obliczenia szacowanego spożycia dziennego (EDI) wykorzystano średnie poziomy aflatoksyn w diecie kukurydzianej, dzienne spożycie kukurydzy oraz średnią masę ciała (dzieci, dorosłych, bydła mięsnego, krów mlecznych i piskląt). EDI dla średnich poziomów aflatoksyn obliczono zgodnie z równaniem 2 i wyrażono w (ng/kg masy ciała/dzień); w celu obliczenia indeksu zagrożenia (HI) wartości EDI przekształcono na ng/kg masy ciała/dzień (1 ppb/kg/dzień = 1 000 ng/kg masy ciała/dzień), aby dopasować jednostki do TD503231.

Wzór EDI obliczający ekspozycję; ocena ryzyka oparta na diecie; aflatoksyna, ocena toksyczności.      4

Ocena i charakterystyka ryzyka
Wskaźnik zagrożenia (HI) obliczono, dzieląc EDI przez TD50 i mnożąc wynik przez współczynnik bezpieczeństwa wynoszący 50 000. Mediana dawki toksycznej (TD) 50 to dawka (ng/kg/masa ciała/dzień) niezbędna do wywołania nowotworów u 50% zwierząt badawczych, które nie rozwinęłyby nowotworów przy dawce zerowej31,32.

Analiza danych
Analizę wariancji zgromadzonych danych dotyczących wzrostu i plonu przeprowadzono z wykorzystaniem procedury RCBD w programie SAS 9.4 (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA). Wielokrotne porównania średnich najmniejszych kwadratów wykonano przy użyciu testu Tukey’s honestly significant difference (HSD)33.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

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

Stężenie aflatoksyn w komponentach wzrostu
Wyniki wykazały wykrycie stężeń aflatoksyn w komponentach wzrostu oraz w ziarnach kukurydzy potraktowanych zielono syntezowanymi NP CuO/ZnO, co wskazuje na obecność wszystkich głównych typów aflatoksyn (AFG2, AFG1, AFB2 i AFB1). Krzywe kalibracyjne wykorzystane do obliczenia stężeń aflatoksyn wykazały dobrą liniowość dla różnych aflatoksyn, z wartościami r2 w zakresie od...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

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

Sukces tego protokołu w redukcji translokacji i akumulacji AFB1 w kukurydzi zależy od kilku kluczowych kroków, które zapewniają zarówno skuteczność biologiczną, jak i rzetelność analityczną16,27. Wyniki pokazują, że 125 mg/kg hybrydowych NP CuO-ZnO w zielonej formie znacząco obniżyło stężenia AFB1 w obu modelach eksperymentalnych, choć za pomocą potencjalnie odrębnych mechanizmów16. Dynamika adsorpcji (Teren kampusowy...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

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

Autorzy nie mają żadnych konfliktów interesów do zgłoszenia.

Podziękowania

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

Prace te były wspierane przez stypendium doktorskie North-West University oraz stypendium wydziału nauk przyrodniczych i rolniczych.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Octan miedzi(II) [Cu(CO2CH3)2]Sigma-Aldrich Pty, St. Louis, MO, USA10,53,753Ciemnoniebiesko-zielona krystaliczna bryła (98% czystości)
Szklany filtr mikrofibrowy Sigma-Aldrich Pty, St. Louis, MO, USA1703965Szkło borokrzemowe 
System wysokowydajnej chromatografii cieczowej (HPLC)Shimadzu20H2Do rozdzielania i ilościowania analitów 
Etanol klasy HPLCSigma-Aldrich Pty, St. Louis, MO, USA34923Bezbarwny rozpuszczalnik o wysokiej czystości ( ≥ 99 %)
Metanol klasy HPLCMerck KGaA, Darmstadt, Niemcy322415Bezbarwny rozpuszczalnik o wysokiej czystości ( ≥ 99 %)
Kolumna powinowactwa immunologicznegoShimadzuKJ524Do selektywnej oczyszczania docelowych analitów
Nasiona kukurydzy PAN 5R-590RNWKNie maMałe, twarde ziarna z białym kolorem
Fosforanowa sól fizjologiczna (PBS)Merck KGaA, Darmstadt, Niemcy3526580Roztwór buforu izotonicznego 
Plastikowe torbyEco-Agro Enterprise (Pty) LtdNie maPerforacja
Oczyszczone AFB1, AFB2, AFG1, AFG2 i AF – całkowite in situTrilogy Analytical Laboratory, Inc (Vossbrink Drive, WA, USA)TAS-M12DA1-10Biała do kremowobiałej krystalicznej bryły
Chlorek sodu (NaCl)Sigma-Aldrich Pty, St. Louis, MO, USANie maBiała krystaliczna bryła stała
Octan cynku [Zn(CH3COO2)2H2O]Chemikalia VWR2331 210 2Biały, krystaliczny stały (99% czystości)

Bibliografia

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

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

zielone nanocz stkiaflatoksyna B1zanieczyszczenie kukurydzyulepszacz glebyczynnik bioremediacyjnyhybrydowe nanocz stkiwysokosprawna chromatografia cieczowaAspergillus flavusbezpiecze stwo ywno ciowe

Powiązane artykuły