المستخلص
هدفت هذه الدراسة إلى تحضير وتشخيص جسيمات أكسيد النحاس (CuO) وأكسيد الكادميوم (CdO) النانوية بطريقة التخليق الأخضر باستخدام المستخلص المائي لأوراق نبات الزيتون بوصفه عاملاً مختزلاً ومثبتاً ومتراكباتها الثنائية مع الفحم الحيوي (Biochar) بطريقة المعالجة بالمحلول تحقيقاً لمفاهيم التنمية المستدامة ، فضلاً عن دراسة تأثير الفحم الحيوي في تحسين الخصائص التركيبية والمورفولوجية والسطحية للمواد المحضرة، وتقييم فعاليتها البايولوجية ضد خلايا سرطان الثدي البشري (MCF-7) وبعض أنواع البكتيريا الموجبة والسالبة لصبغة غرام.
تضمنت الدراسة تحضير المستخلص المائي لأوراق الزيتون واستخدامه في التخليق الأخضر للجسيمات النانوية، كما جرى إنتاج الفحم الحيوي من المخلفات العضوية المنزلية بطريقة التحلل الحراري، ثم تحضير جسيمات أكسيد النحاس وأكسيد الكادميوم النانوية بطريقة الترسيب الكيميائي الأخضر، تلتها عملية تحميل الأكاسيد النانوية على الفحم الحيوي باستخدام تقنية الموجات فوق الصوتية وبطريقة المعالجة بالمحلول (solution processing method ) للحصول على متراكبي (CuO/Biochar) و(CdO/Biochar).
شُخِّصت المواد المحضرة باستخدام مجموعة من التقنيات المتقدمة، إذ أكدت نتائج حيود الأشعة السينية (XRD) نجاح تحضير جميع النماذج مع احتفاظ أكسيد النحاس بطوره البلوري الأحادي الميل واحتفاظ أكسيد الكادميوم بطوره البلوري المكعب بعد تحميلهما على الفحم الحيوي فضلاً عن ظهور القمة المميزة للفحم الحيوي عند (2θ = 26.65° ), كما ازداد الحجم البلوري لجسيمات CuO من 20.16 إلى 29.20 نانومتر بعد التحميل في حين انخفض الحجم البلوري لجسيمات CdO من 33.79 إلى 31.37 نانومتر وأكدت نتائج مطيافية تشتت الطاقة للأشعة السينية (EDS) وجود العناصر الرئيسة المكونة للمواد المحضرة والمتمثلة بالنحاس أوالكادميوم والأوكسجين والكاربون مع خلوها من الشوائب المؤثرة مما يدل على نجاح عملية التحضير ونقاوة المتراكبات. كما أظهرت صور المجهر الإلكتروني الماسح بالانبعاث الميداني (FE-SEM) أن تحميل الجسيمات النانوية على الفحم الحيوي أدى إلى تحسين توزيعها وتقليل تكتلها مقارنة بالأكاسيد النانوية المنفردة وهو ما أكدته نتائج المجهر الإلكتروني النافذ (TEM) التي بينت احتفاظ الجسيمات بأبعادها النانوية مع تحسن تجانس توزيعها بعد التحميل. كذلك أوضحت نتائج مجهر القوة الذرية (AFM) حدوث تحسن في الخصائص السطحية وانتظام توزيع الحبيبات مصحوباً بتغير في متوسط حجم الحبيبات وخشونة السطح بعد تحميل الأكاسيد النانوية على الفحم الحيوي.
ولغرض تقييم الفعالية البايولوجية، تم اختبار النشاط المضاد لخلايا سرطان الثدي البشري (MCF-7) باستخدام اختبار السمية الخلوية (MTT) وأظهرت النتائج أن جميع المواد تمتلك فعالية تثبيطية تعتمد على التركيز, إذ بلغت قيمة IC50 لجسيمات أكسيد النحاس النانوية 222.1 ميكروغرام/مل، وانخفضت إلى 27.75ميكروغرام/مل لمتراكب CuO/Biochar مما يشير إلى تحسن واضح في الفعالية المضادة للسرطان بعد إضافة الفحم الحيوي. أما جسيمات أكسيد الكادميوم النانوية فقد سجلت قيمة IC50 بلغت9.054 ميكروغرام/مل، في حين بلغت 19.76ميكروغرام/مل لمتراكب CdO/Biochar وهذا يدل على أن جسيمات أكسيد الكادميوم النانوية امتلكت أعلى فعالية تثبيطية تجاه خلايا سرطان الثدي.
كما تم تقييم النشاط المضاد للبكتيريا بطريقة الانتشار بالحفر ضد نوعين من البكتيريا الموجبة لصبغة غرام ونوعين من البكتيريا السالبة لصبغة غرام وأظهرت النتائج أن جميع المواد تمتلك نشاطاً مضاداً للبكتيريا بدرجات متفاوتة, فقد ارتفع قطر منطقة التثبيط لمتراكب CuO/Biochar من 6 ملم إلى 24 ملم مقارنة بجسيمات CuO النانوية، بينما سجلت جسيمات CdO النانوية أعلى نشاط مضاد للبكتيريا بقطر تثبيط بلغ 32 ملم وانخفض بصورة طفيفة إلى 30 ملم بعد تحميلها على الفحم الحيوي. تستنتج الدراسة أن التخليق الأخضر يمثل طريقة فعالة لتحضير أكاسيد فلزية نانوية ومتراكبات مستقرة تمتلك خصائص تركيبية ومورفولوجية وسطحية متميزة وأن إضافة الفحم الحيوي أسهمت في تحسين الخصائص الفيزيائية والفعالية البايولوجية ولا سيما في متراكب CuO/Biochar، في حين احتفظت جسيمات أكسيد الكادميوم النانوية بأعلى نشاط مضاد لخلايا سرطان الثدي وأعلى فعالية مضادة للبكتيريا وتشير هذه النتائج إلى امتلاك المتراكبات النانوية المحضرة إمكانات واعدة للتطبيق في المجالات الطبية والحيوية والبيئية ولا سيما في علاج السرطان ومكافحة البكتيريا
