基于龙蒿提取物绿色合成硫化银量子点(Ag2S QDs)及其对HFF2细胞毒性的评估

【字体: 时间:2025年03月26日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本期推荐:研究人员针对传统化学合成量子点(QDs)毒性高、稳定性差的问题,采用龙蒿(Artemisia dracunculus)提取物绿色合成硫化银量子点(Ag2S-Tarragon QDs)。通过动态光散射(DLS)、透射电镜(TEM)等技术证实,该方法制备的QDs粒径更小(56 nm)、Zeta电位更低(-21 eV),显著降低红细胞溶血率(<5%)并提高HFF2细胞存活率。该研究为生物医学应用提供了更安全、环保的纳米材料合成策略,成果发表于《Scientific Reports》。

  

量子点(Quantum Dots, QDs)作为纳米技术领域的明星材料,因其独特的光电特性在生物成像、药物递送和癌症治疗中展现出巨大潜力。然而,传统化学合成的量子点往往面临毒性高、环境负担重的困境,特别是含镉(Cd)或铅(Pb)的QDs存在显著的生物安全性问题。与此同时,全球对绿色化学的呼声日益高涨,如何通过可持续方法制备高性能、低毒性的纳米材料成为研究热点。在这一背景下,伊朗赞詹医科大学的研究团队另辟蹊径,将目光投向厨房常见的香料——龙蒿(Artemisia dracunculus),探索其提取物在合成硫化银量子点(Ag2S QDs)中的应用价值。

研究团队采用动态光散射(DLS)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术,系统比较了绿色合成与化学合成Ag2S QDs的理化特性差异,并通过溶血实验和MTT法评估了两种QDs对红细胞和人类成纤维细胞(HFF2)的毒性影响。

UV-Vis光谱分析显示,Ag2S-Tarragon QDs在260 nm和430 nm处出现特征吸收峰,证实龙蒿提取物成功参与量子点合成。FT-IR谱图进一步揭示,龙蒿中的酚类、黄酮类化合物通过O-H(3396 cm-1)和C=C(1625 cm-1)等官能团发挥还原和稳定作用。DLS与Zeta电位测试表明,绿色合成的QDs平均粒径(56 nm)显著小于化学合成产物,且表面电位从-13 eV降至-21 eV,这种增强的负电荷有利于提高胶体稳定性和血液循环时间。TEM观察证实两种QDs均呈规则球形,绿色合成产物平均尺寸为7.5 nm,与化学合成的6 nm相当。X射线衍射(XRD)图谱与标准卡片(JCPDS-01-075-1061)完全匹配,证明所得产物为纯相Ag2S。

在生物安全性评估中,溶血实验显示所有浓度(25-400 μg/mL)下两种QDs的溶血率均低于5%,突破性地证明绿色合成未引入额外血液毒性。细胞毒性测试更揭示关键发现:经48小时处理后,Ag2S-Tarragon QDs在所有测试浓度下均显著提高HFF2细胞存活率,表明龙蒿提取物通过修饰QDs表面化学性质有效降低了纳米材料毒性。

这项研究通过多维度实验数据证实,龙蒿提取物不仅是绿色合成的理想介质,更能作为天然表面修饰剂改善QDs的生物相容性。相较于传统化学方法,该工艺避免了高温高压条件,大幅降低能耗和污染风险。特别值得注意的是,研究中发现的"粒径-电位-毒性"协同调控机制,为设计新一代生物医用纳米材料提供了理论依据。论文发表于《Scientific Reports》,其创新性体现在三个方面:首次将龙蒿提取物应用于Ag2S QDs合成;建立绿色合成-毒性评估联用研究范式;证实植物次生代谢产物可精准调控纳米材料表面特性。这些发现不仅推动纳米毒理学研究向更环保方向发展,也为癌症诊疗、药物递送等生物医学应用开辟了新路径。

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