通过胡桃（Juglans regia）和薄荷（Mentha piperita）植物介导硒纳米粒子的合成：一种用于抗菌应用的双源方法

《Nano-Structures & Nano-Objects》：Plant-mediated synthesis of selenium nanoparticles via Juglans regia and Mentha piperita: A dual-source approach for antimicrobial applications

绿色合成核桃青皮和薄荷硒纳米颗粒及其抗菌抗真菌活性研究。采用植物提取物在室温下合成两种硒纳米颗粒（GHW-SeNPs和MP-SeNPs），通过FTIR、TEM、XRD等证实其结构和形貌差异，GHW-SeNPs粒径66.43nm多分散，MP-SeNPs粒径23.86nm更球形。抗菌测试显示GHW-SeNPs对金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯氏菌抑制圈达25mm，MP-SeNPs对白色念珠菌抑制圈24mm，证实绿色合成法的生物活性优势。

　　本研究聚焦于利用植物提取物合成硒纳米颗粒（SeNPs）的绿色方法，并对其物理化学性质以及生物活性进行了系统分析。通过使用核桃青皮（*Juglans regia L.*）和薄荷（*Mentha piperita L.*）的提取物，在常温条件下成功制备了两种类型的硒纳米颗粒。这一方法不仅符合当前可持续发展的趋势，也为开发新型的纳米材料提供了环保且经济的替代方案。在实验过程中，研究团队采用了多种分析技术，包括紫外-可见光谱（UV-Vis）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、透射电子显微镜（TEM）以及X射线衍射（XRD），以全面评估所制备纳米颗粒的结构特性与功能表现。

通过UV-Vis光谱分析，研究人员能够观察到纳米颗粒的形成过程，并初步判断其光学特性。此外，FTIR光谱图显示，植物提取物中的有机化合物在纳米颗粒的合成过程中发挥了关键作用，不仅有助于硒的还原，还为纳米颗粒的稳定提供了支持。TEM图像则进一步揭示了两种纳米颗粒的形态差异，其中由核桃青皮提取物合成的GHW-SeNPs呈现出多分散结构，平均粒径约为66.43纳米；而由薄荷提取物合成的MP-SeNPs则具有更规则的球形结构，平均粒径仅为23.86纳米。XRD分析则表明，GHW-SeNPs的结晶粒径为57.74纳米，而MP-SeNPs则表现出更高的纯度，其结晶粒径为29.1纳米。这些结果不仅为纳米颗粒的结构特性提供了直观证据，也为后续的生物活性测试奠定了基础。

在生物活性测试方面，研究人员将两种纳米颗粒分别应用于多种微生物，包括3种革兰氏阳性菌（如金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌）和4种革兰氏阴性菌（如大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、铜绿假单胞菌、肠杆菌属的埃氏肠杆菌），以及3种真菌（如白色念珠菌、产脂酵母、酿酒酵母）。结果显示，GHW-SeNPs在不同浓度下对金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌表现出最强的抗菌活性，抑制区直径达到25毫米，显示出其在对抗某些致病菌方面的潜力。相比之下，MP-SeNPs在抗真菌方面表现更为突出，特别是在对白色念珠菌的抑制作用中，其抑制区直径为24毫米，表明其在真菌抑制方面的有效性。这些数据为未来药物研发和抗菌治疗提供了重要的参考依据。

此外，研究团队还探讨了SeNPs在生物体内的作用机制。例如，纳米颗粒能够穿透细胞膜，干扰细胞DNA的完整性，进而导致细胞死亡。这种作用主要通过生成活性氧（ROS）来实现，而ROS在破坏微生物细胞结构方面具有重要作用。因此，SeNPs不仅能够有效抑制细菌的生长，还能对真菌产生显著的抑制效果。值得注意的是，与传统的无机硒形式（如亚硒酸盐和硒酸盐）相比，SeNPs表现出更低的毒性和更高的生物相容性，使其在医疗应用中更具优势。这表明，利用植物提取物合成的SeNPs不仅具有环境友好性，还可能成为未来抗菌药物的重要组成部分。

在研究方法方面，采用植物提取物作为还原剂和稳定剂，不仅降低了合成过程中的能耗，还减少了对环境的污染。这一绿色合成策略避免了使用化学试剂和高温处理，使得整个过程更加安全和可持续。此外，植物提取物中的有机化合物，如多酚、皂苷、黄酮类、生物碱和多糖等，能够有效促进硒的还原，并在纳米颗粒的形成过程中起到稳定作用。这些有机化合物的存在，使得所制备的纳米颗粒不仅具有较高的纯度，还能够保持良好的生物活性。

研究团队还特别关注了核桃青皮和薄荷提取物在合成SeNPs过程中的作用。核桃青皮富含多种生物活性成分，如萜类、萘醌、二芳基庚烷类、维生素C、酚酸和黄酮类，这些成分在抗氧化、抗肿瘤、抗炎和抗菌方面具有显著效果。已有研究表明，利用核桃青皮提取物合成的银纳米颗粒（AgNPs）表现出良好的抗肿瘤活性。然而，目前尚未有关于使用核桃青皮提取物合成SeNPs的研究报道，这表明该领域仍存在较大的探索空间。另一方面，薄荷作为一种芳香植物，广泛应用于医药、食品、化妆品和饮料中，因其具有多种生物活性。薄荷叶中含有薄荷醇、甲基薄荷酯等成分，已被证实具有抗菌、抗微生物和抗氧化作用。已有研究利用薄荷提取物合成锌氧化物纳米颗粒（ZnONPs）、金纳米颗粒（AuNPs）、银纳米颗粒（AgNPs）和铜氧化物纳米颗粒（CuONPs），并将其应用于多种领域。然而，关于使用薄荷提取物合成SeNPs的研究仍较为有限，这为后续研究提供了新的方向。

本研究的结果不仅为SeNPs的绿色合成提供了新的思路，还为其在抗菌和抗真菌方面的应用提供了实验证据。通过采用植物提取物作为还原剂和稳定剂，研究人员成功制备了两种具有不同结构特性的SeNPs，并对其生物活性进行了系统测试。这些纳米颗粒在对抗某些致病菌和真菌方面表现出显著的潜力，为未来药物开发和治疗策略提供了新的可能性。此外，研究团队还强调了该方法的环保性和经济性，使其成为替代传统化学和物理方法的可行选择。

在实验过程中，研究人员还关注了纳米颗粒的光学性质，特别是其带隙能量。通过UV-Vis光谱分析，研究人员能够获取纳米颗粒在不同波长下的吸收特性，从而推断其带隙能量。这一信息对于理解纳米颗粒的光学行为以及其在生物医学中的潜在应用具有重要意义。此外，研究团队还提到，这些纳米颗粒的结构特性与生物活性之间可能存在一定的关联，例如纳米颗粒的尺寸和形状可能影响其与微生物的相互作用，从而改变其抗菌或抗真菌的效果。

综上所述，本研究通过绿色合成方法，成功制备了两种类型的硒纳米颗粒，并对其物理化学性质和生物活性进行了系统分析。这些纳米颗粒在抗菌和抗真菌方面表现出良好的效果，为未来药物开发和抗菌治疗提供了新的方向。此外，该研究还强调了绿色合成方法在环境保护和可持续发展中的重要性，为纳米材料的制备和应用提供了新的思路。通过利用植物提取物作为还原剂和稳定剂，研究人员不仅降低了合成过程中的能耗和污染，还提高了纳米颗粒的生物活性和安全性。这些成果有望推动纳米技术在医疗和环境领域的进一步发展，并为相关研究提供重要的参考依据。