基于Adiantum latifolium绿色合成银纳米颗粒的杀虫抗菌特性及生物安全性研究

《Bioscience Nanotechnology》：Biogenic synthesis of Adiantum latifolium-coated silver nanoparticles: biophysical characterization, antimicrobial efficacy, larvicidal activity and biotoxicity assessment

本研究针对化学杀虫剂耐药性及生态危害问题，开发了利用阔叶铁线蕨(Adiantum latifolium)叶片提取物绿色合成银纳米颗粒(AgNPs)的新方法。通过UV-Vis、XRD、FTIR、SEM等技术表征证实成功合成球形结晶AgNPs，其对白纹伊蚊和埃及伊蚊三龄幼虫的LC50分别为79.769 ppm和78.972 ppm，同时展现广谱抗菌活性且对红细胞无显著溶血作用。该研究为开发环境友好型病媒控制剂提供了新策略。

　　

在登革热和基孔肯雅热等蚊媒疾病全球肆虐的背景下，化学杀虫剂的广泛使用导致耐药性日益严重和生态环境污染，迫切需要开发新型环保型防控策略。传统化学杀虫剂不仅面临失效风险，其残留物还会通过食物链富集，对非靶标生物和生态系统造成长期危害。在这一背景下，纳米生物技术为病媒控制带来了新的希望，特别是植物介导的绿色合成法因其环境友好、成本低廉等优势成为研究热点。

研究人员将目光投向具有丰富药用植物资源的蕨类植物——阔叶铁线蕨(Adiantum latifolium)。这种植物含有三萜类、酚类、生物碱等多种活性成分，此前研究已发现其提取物对昆虫具有生长抑制作用。基于此，Lekshmi R等人在《Bioscience Nanotechnology》发表研究，探索利用该植物叶片提取物绿色合成银纳米颗粒(AgNPs)，并系统评估其物理化学特性、杀虫抗菌效能及生物安全性。

本研究采用紫外-可见光谱(UV-Vis spectroscopy)表征纳米颗粒形成，X射线衍射(XRD)分析晶体结构，傅里叶变换红外光谱(FTIR)鉴定功能基团，扫描电子显微镜(SEM)观察形貌特征；通过幼虫生物测定法评估对伊蚊三龄幼虫的致死效应，采用纸片扩散法测试抗菌活性，溶血实验评估血液相容性，并以罗非鱼为模型进行非靶标生物毒性评价。

AgNPs的绿色合成与表征

将阔叶铁线蕨叶片水提物与硝酸银溶液按1:10比例反应后，溶液颜色由淡黄逐渐变为砖红最终呈棕褐色，表明银离子被成功还原为银纳米颗粒。UV-Vis光谱在414 nm处出现特征表面等离子体共振吸收峰，证实AgNPs的形成。XRD分析显示在2θ角为34.6°、72.9°、95.2°和131°处出现明显衍射峰，分别对应面心立方晶格的(111)、(200)、(220)和(311)晶面，表明合成的AgNPs具有良好结晶性。

FTIR光谱检测到3300.19 cm^-1(N-H伸缩振动)、2050.99 cm^-1(脂肪族CH₂)、1636.84 cm^-1(甲基弯曲振动)等特征吸收峰，提示植物中的多糖、蛋白质等成分参与还原和稳定过程。SEM图像清晰显示AgNPs呈球形分布，粒径均匀，进一步验证纳米结构的成功构建。

杀虫效能评估

在浓度50-100 ppm范围内，Adiantum-AgNPs对两种病媒蚊幼虫均表现出显著致死效应。针对白纹伊蚊(Aedes albopictus)的LC₅₀为79.769 ppm(95%置信区间70.405-83.852 ppm)，而对埃及伊蚊(Aedes aegypti)的LC₅₀为78.972 ppm(95%置信区间72.337-83.822 ppm)，表明对后者具有略高的毒杀效力。值得注意的是，在3小时暴露期内即观察到快速杀虫效果，这种速效特性对于实际应用具有重要意义。

抗菌抗真菌活性

AgNPs对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌、变形链球菌)和革兰氏阴性菌(铜绿假单胞菌、大肠杆菌)均产生明显抑菌圈，且效果优于单纯植物提取物。在最高浓度1000 μg/mL时，对变形链球菌的抑菌圈直径达22±1.60 mm。抗真菌实验显示，AgNPs对黑曲霉和白色念珠菌也具有显著抑制效果，表明其具备广谱抗菌潜力。

生物安全性分析

溶血实验显示，即使在500 μg/mL高浓度下，AgNPs对人O型红细胞的溶血率仅为13.8%，远低于阳性对照Triton X-100的完全溶血效果。对非靶标生物罗非鱼(Oreochromis niloticus)的毒性评估中，未观察到显著急性毒性效应，30天长期观察也未发现延迟性毒副作用，证明该纳米材料具有良好的生物相容性。

本研究系统论证了阔叶铁线蕨介导合成的银纳米颗粒在病媒控制和抗菌应用中的巨大潜力。其作用机制可能涉及纳米颗粒穿透昆虫体表后与细胞内硫/磷元素结合，导致细胞器变性及酶系失活；同时释放的银离子可破坏微生物膜结构，引发内容物泄漏。与化学合成纳米材料相比，这种绿色合成方法不仅减少环境负担，还通过植物活性成分的协同作用增强生物活性。

该研究的创新点在于首次将阔叶铁线蕨这一药用蕨类植物应用于AgNPs的绿色合成，并全面评估其在不同浓度下的杀虫抗菌效能及生物安全性。研究结果为实现可持续病媒管理提供了新思路，特别是在耐药性问题日益严重的背景下，这种基于天然产物的纳米杀虫剂有望成为化学杀虫剂的有效替代方案。未来研究可聚焦于大规模生产工艺优化、田间试验验证以及作用机制的分子水平解析，推动该技术向实际应用转化。