$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Deneysel alanlar
Denemeler, birbirinden 7 km uzaklıkta bulunan iki noktada gerçekleştirildi; Bölgeler farklı tedavilerle aşılandı. İlk denemede, Güney Afrika'nın Kuzeybatı Eyaleti'ndeki Molelwane, Kuzeybatı Üniversitesi (NWU) Araştırma Çiftliği'nde (25.810°G, 25.630°D, 1276 m) %40 gölgeli bir ağ evi tesisi kuruldu. Kırmızı kumlu toprak Hutton formu olarak sınıflandırıldı ve %75 kum, %4 silt ve %21 kiliçeriyordu 25. İkinci deney, NWU Mafikeng kampüsünün (25. 8278 °G, 25. 6079 °E, 1276 m) ağ evi tesisinde gerçekleştirildi. İkinci alandaki topraklar ise %82 kum, %3 silt, %15 kil içeren kumlu topraklardan oluşuyordu ve daha önce Arcadia form25 olarak sınıflandırılmıştı. CuO/ZnO yeşil hibrit NP'ler, Güney Afrika'daki NWU Doğal ve Tarım Bilimleri Fakültesi, Fizik ve Kimya Bilimleri Fakültesi, Kimya Bölümü laboratuvarında sentezlenmiştir.
CuO/ZnO yeşil hibrit NP'lerin Sentezi
100 ml deiyonize suya on (10) g kurutulmuş Pleurotus ostreatus harşılmış mantar substratı (SMS) eklendi, 70 °C'de ısıtıldı ve 2 saat26 karıştırıldı. Karışım daha sonra oda sıcaklığına soğutuldu, filtrelendi ve 30 mL filtrat, 30 mL damıtılmış suda 2,5 g bakır asetat ve 2 g çinko asetat içeren bir çözeltiye eklendi. Bu çözeltinin pH'ı sodyum hidroksit (NaOH) kullanılarak 8'e ayarlandı, 2 saat 80 °C'ye kadar ısıtıldı, reaksiyondan sonra santrifüj edildi, gece boyunca fırında kurutuldu ve 650 °C'de 2saat 26 kalsinasyon yapıldı. Sentezlenen NP'ler CuO/ZnO yeşil hibrit NP'ler olarak tanımlandı ve doğrulandı.
Toprak örnekleme ve analiz
Molelwane Üniversitesi Çiftliği ve kampüs deneme alanından 0–15 cm ve 15–30 cm derinliklerde toprak örnekleri toplandı. Daha sonra bu kişiler kategorize edilip fiziksel ve kimyasal özellikleri açısından incelendi;bu özellikler 27'nin tanımladığı gibi.
Deneysel tasarım
Çalışma, üç replikadan oluşan rastgele tam blok tasarımında (RCBD) düzenlenmiş bir faktöryal deney kullandı. Yeşil sentezlenen CuO-ZnO hibrit NP'lerin çeşitli kirlenme senaryoları altında etkinliğini değerlendirmek için, ayrı alanlarda iki bağımsız maruziyet modu oluşturuldu: Site 1 (Kuzeybatı Üniversitesi Kampüsü), NP'lerin doğrudan adsorpsiyon ve translokasyon koruma yeteneklerini değerlendirmek için 160 ppb/kg oranında ekstra AFB1 ile toprağın artırıldığı dışsal bir kirlenme modelini temsil etti. Site 2 (Molelwane Araştırma Çiftliği): Toprak 160 spor/kg oranında A. flavus sporlarıyla aşılanarak NP'lerin de novo mikotoksin üretimi ve ardından bitki alımı üzerindeki antifungal etkisini araştırdı. Toz gibi NP'ler, aşılamadan sonra (AFB1 veya A. flavus sporları) 1 kg toprakla bir ekim plastik torbasında tartıldı ve eşit şekilde karıştırıldı. Her tedavi ayrı ayrı yapıldı ve tedaviler arasında eller dezenfekte edildi. Daha sonra, her saksıya ilk olarak dört mısır tohumu ekildi (9 cm üst çap, 6,5 cm alt çap). Her saksıda üç sağlıklı fide tutmak için, fideler çıktıktan bir hafta sonra kesildi. Toprak analizinden elde edilen optimal mısır üretimi önerilerine uygun olarak, toprak gübrelendi. Saksılar sıralar arası ve iç sıralar arası 0,75 m × 0,3m aralıklarla yerleştirildi, toplamda 216 saksı oluşuyordu. Tohumlar ekildikten sonra saksılardaki toprak %60 tarla kapasitesine kadar sulanıyordu. Toprak ve bitki örnekleri üç gelişim aşamasında toplanmıştır: V10 (gelişim), R1 (çiçeklenme) ve R6 (olgunluk). Örnekler daha sonra buzla dolu bir soğutucu kutusunda laboratuvara getirildi ve daha ileri incelemeler için -20 °C'de tutuldu. Kahverengi kağıt torbalar, kalan bitki örneklerini depolamak ve derin dondurma yoluyla AFB1 konsantrasyonları ve diğer testler için kullanıldı. AFB1 konsantrasyonları ve diğer analizler için kalan bitki örnekleri kahverengi kağıt torbalarda saklanıp analiz yapılana kadar derin dondurularak tutuldu.
Mısır aflatoksin analizi
Mısır gelişim bileşenleri (kök, sap, yaprak ve tane) çeşitli büyüme evrelerinde steril plastik poşetlere toplanmış, dikkatle etiketlenmiş ve laboratuvara taşınmıştır. Büyüme verilerinin bütünlüğünü korumak ve her gelişim aşaması için bağımsız gözlemler sağlamak amacıyla yıkıcı örnekleme protokolü uygulandı. Nanopartikül konsantrasyonları ile aşılama türleri arasındaki çapraz kontaminasyonu önlemek için, hasat aletleri ve eldivenler %70 etanol ile temizlendi ve her işlem grubu arasında deiyonize suyla durulandı. Harç ve tokan kullanılarak, 10 g bitki malzemesi ve 1 g sodyum klorür (NaCl) 25 mL %80 metanol ve %20 damıtılmış suda 10 dakika boyunca ezildi. Mısır tanesi ve mısır çekirdeği için, 25 g öğütülmüş örnek ve 2,5 g NaCl, 100 mL %80 metanol:20 damıtılmış su ile yüksek hızda 10 dakika karıştırıldı. Daha sonra, homojenize ekstrakt cam mikrofiber filtreden süzüldü ve ardından fosfatla tamponlanmış tuzlu (PBS) 20 mL %20 Tween-2 ile yıkandı. Aflatoksinler, elülasyonun ardından bağışıklık affinite kolonundan saniyede bir damla akış hızıyla çıkarıldı ve süpernatant (sitoplazma) amber bir şişeye toplandı. Daha sonra, AFB1 ve diğer aflatoksinler, aflatoksinlerin o-ftaldiyadelhit çözeltisi ile türetilmesini ve türevlenmiş bileşiklerin yüksek performanslı sıvı kromatografi (HPLC) sistemine enjekte edilmesini içeren sıvı kromatografiyöntemi 28 ile ölçüldü. HPLC sistemi, 362 nm uyarıma ve 425 nm emisyona ayarlanmış Jasco FP-920 floresans dedektörüyle donatılmıştı. AFB1 , doğası gereği fizyolojik olarak 362 nm uyarılma dalga boyunda tespit edilebilecek şekilde yapılandırılmıştır. 5 μm parçacıklı bir Hichrom sütunu (4,6 mm × 150 mm) kullanıldı ve türev reaktörü 100 μA'da bir KOBRA Hücre programıydı. Kromatografik zirvelerin ayrılması, benzer sabit faza ön kolonunun takılmış Hichrom kolonunda yapıldı. İnersil ODS-3 ve ODS-3 V sırasıyla koruma ve analitik kartuş olarak kullanılırken, enjektör ise reodin valfli bir otosamplerdan oluşuyordu. Hareketli faz sudan oluşuyordu: metanol (65:35, v/v), potasyum bromid (119 mg) ve litrede 4 M nitrik asit (350 μL) ve izokratik bir programda 1,0 mL/dakika akış hızıyla pompalanıyordu. Aflatoksin tespiti, her bir zirve için standartlara benzer bir tutma süresinde ve temel gürültüden beş kat daha yüksekyükseklikte pozitif olarak kabul edildi 29.
HPLC'nin analitik yaklaşımını doğrulamak için tespit sınırları (LOD), nicelendirme sınırı (LOQ) ve yüzde (%) geri kazanım, sırasıyla denklemler 1, 2 ve 3 kullanılarak hesaplandı. LOD, arka plan gürültüsünden güvenilir şekilde ayırt edilebilen en düşük aflatoksin konsantrasyonudur; LOQ ise kabul edilebilir hassasiyet ve doğrulukla niceliksel olarak ölçülebilen en düşük aflatoksinkonsantrasyonudur 30. AFB1 ve metabolitleri, negatif mısır kontrol örneklerine üçlü olarak toplam aflatoksin standartlarından (AFB1, AFB2, AFG1 ve AFG2) 10 μL eklenerek geri kazanıldı. Örnekler, daha önce belirtilen prosedürler kullanılarak HPLC kullanılarak çıkarıldı.
LOD = X + 3s 1
LOQ = X + 10s 2
3
Burada: "X" güçlendirilmiş örnek boş değerlerinin ortalama konsantrasyonu, "s" ise örnek standart sapmasıdır.
AFB1 Maruziyet Tahmini
Mısır diyetindeki ortalama aflatoksin seviyeleri, günlük mısır alımı ve ortalama vücut ağırlığı (çocuklar, yetişkinler, sığır, süt inekleri ve civcivler) tahmini günlük alım (EDI) hesaplanmıştır. Ortalama aflatoksinler için EDI, denklem 2'ye göre hesaplandı ve (ng/kg vücut ağırlığı/gün) cinsinden ifade edildi; Tehlike indeksi (HI) hesaplaması için, EDI değerleri TD503231 birimlerine uydurmak üzere ng/kg vücut ağırlığı/güne dönüştürüldü (1 ppb/kg/gün = 1.000 ng/kg vücut ağırlığı).
4
Risk değerlendirmesi ve karakterizasyonu
Tehlike indeksi (HI), EDI'nin TD50'ye bölünmesi ve 50.000 güvenlik faktörü ile çarpılması ile hesaplandı. Ortalama toksik doz (TD) 50, sıfır dozda tümör gelişmeyecek test hayvanlarının %50'sinde tümör oluşturmak için gerekli dozdur (ng/kg/vücut ağırlığı/gün).
Veri analizi
Toplanan büyüme ve verim verileri üzerinde VARYANS analizi, SAS 9.4 (SAS Institute Inc., Cary, NC, ABD) rutininde RCBD prosedürü kullanılarak gerçekleştirildi. Tukey'nin dürüstçe anlamlı fark (HSD) testi33 kullanılarak en küçük kare ortalamalarının çoklu karşılaştırmaları yapıldı.