Green Synthesis of ZnO Nanoparticles Using Leaf Extracts, their Characterization and Antimicrobial Applications

Abstract

Тропічні інфекційні захворювання все частіше демонструють резистентність до антибіотиків. Одним зі шляхів боротьби з цією проблемою є інтеграція наночастинок у лікарські засоби. Цинкоксидні наночастинки (ZnONPs) мають виражені антимікробні властивості, а їх синтез із застосуванням лікарських рослин є екологічним та економічно вигідним. У дослідженні використано листові екстракти трьох традиційно лікарських рослин Того — Newbouldia Leavis, Launaea Taraxacifolia та Combretum Micranthum — як відновлювальні та стабілізувальні агенти у процесі біосинтезу ZnONPs. Проведено дослідження структурних та оптичних властивостей наночастинок за допомогою: UV-Vis спектроскопії, флуоресценції, рентгеноструктурного аналізу (XRD), сканувальної електронної мікроскопії (SEM), енергетично-дисперсійної спектроскопії (EDS). Основні результати: Поглинання в діапазоні 370– 377 нм, Флуоресценція при збудженні 365 нм у межах 450–700 нм, Рентгеноструктурний аналіз підтвердив гексагональну структуру вюрциту з розміром кристалітів 39,05 нм, SEM показав агломерацію наноструктур, EDS підтвердив наявність оксиду цинку. Антимікробні тести проти S. Aureus і E. Coli продемонстрували виразні зони інгібування, що свідчить про ефективність ZnONPs. Таким чином, зелений синтез на основі рослин підвищує біомедичні властивості ZnONPs і відкриває перспективний шлях їх застосування в наномедицині.

Tropical infectious diseases develop resistance to antibiotics. The integration of nanoparticles in drugs could fight against this scourge. ZnO nanoparticle (ZnONPs) possesses remarkable antimicrobial properties, and their synthesis using medicinal plants is cost-effective and eco-friendly. The use of leaves of newbouldias leavis, launaea taraxacifolia, and Combretum micranthum in medicine was demonstrated in Togo, and their extract can be used as reducing and stabilizing agents of nanoparticles. This study evaluates the potential antimicrobial activities of ZnONPs, biosynthesized using leaf extracts of the three medicinal plants. The structural and optical properties of ZnONPs were investigated using UV-Vis, fluorescence, XRD, SEM, and EDS. The antibacterial potential of ZnONPs was assessed using two clinical and reference strains of E. coli and S. aureus. Spectroscopic measurements revealed an absorption peak between 370 and 377 nm, while the excitation at 365 nm produced spectra ranging from 450–700 nm. XRD analysis revealed a hexagonal wurtzite structure with a size of 39.05 nm. SEM analysis reveals nanostructures agglomerated, whereas EDS confirms the presence of ZnO. Antimicrobial tests against S. aureus and E. coli showed clear inhibition zones. Plant-based synthesis improves the biomedical properties of ZnONPs and constitutes a route for their use in nanomedicine.