花源提取物绿色合成抗氧化低毒性金银纳米颗粒：在生物医学与化妆品中的应用潜力

本研究针对化学合成纳米颗粒（NPs）存在的毒性残留与环境污染问题，开发了一种基于木槿（Hibiscus sabdariffa）和天竺葵（Pelargonium domesticum）花提取物的绿色合成方法，成功制备了金纳米颗粒（AuNPs）和银纳米颗粒（AgNPs）。研究结果表明，花源合成的NPs具有高抗氧化活性（如AuNPs:Hs抗氧化能力较P. domesticum提升43.13%）、低细胞毒性（A549和HFF细胞存活率>80%）及良好的生态相容性（对藻类Fisherella musicola无显著抑制），且其稳定性优于传统化学合成NPs（如Q1、Q2）。该工作为开发安全、可持续的纳米材料在防晒和生物医学领域的应用提供了新策略。

　　

随着纳米技术在医药、食品和化妆品领域的广泛应用，金属纳米颗粒（如金、银）因其独特的光学、催化性能备受关注。然而，传统化学合成方法依赖有毒还原剂（如柠檬酸钠、单宁酸），导致纳米颗粒表面残留毒性物质，引发细胞毒性和生态风险。尤其在防晒产品中，纳米颗粒需具备紫外屏蔽、抗氧化和生物相容性等多重功能，而现有化学合成NPs难以兼顾安全性与功能性。此外，日益严重的紫外线辐射（因臭氧层损耗加剧）加剧了皮肤光老化、癌变等风险，市场对高效低毒防晒成分的需求迫切。

为解决上述问题，厄瓜多尔武装力量大学-ESPE纳米科学中心的Geovanna Arroyo团队在《OpenNano》发表研究，通过绿色合成策略，利用富含花青素的木槿（Hibiscus sabdariffa）和天竺葵（Pelargonium domesticum）花提取物制备AuNPs和AgNPs，系统评估其理化性质、抗氧化活性、细胞毒性及生态安全性，并与化学合成NPs（Q1: 柠檬酸钠；Q2: 柠檬酸钠+单宁酸）对比，旨在开发环境友好型纳米材料。

研究采用紫外-可见光谱（UV-Vis）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、循环伏安法（CV）、透射电镜（TEM）、动态光散射（DLS）、X射线光电子能谱（XPS）等技术表征NPs的形貌、尺寸、表面化学及光学性质；通过MTT法检测NPs对A549（人肺腺癌细胞）和HFF（人真皮成纤维细胞）的细胞毒性；以淡水藻类Fisherella musicola为模型评估生态毒性；并通过DPPH法测定抗氧化活性。

研究结果

1. 1.
   还原剂性质分析：花提取物富含花青素（如木槿中的矢车菊素-3-桑布双糖苷），其π-π*跃迁和酚羟基结构赋予强还原能力；电化学测试显示，天然还原剂的HOMO能级较高（如H. sabdariffa: -4.81 eV），能隙较小（ΔE=2.35 eV），利于金属离子还原。
2. 2.
   纳米颗粒表征：
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     光谱分析：AuNPs:Hs和AgNPs:Hs的等离子共振峰分别位于537 nm和411 nm，且稳定性优异（256 h内吸光度变化<2.2%）。
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     形貌尺寸：TEM显示NPs呈多形貌（六边形、圆形等），尺寸为18–117 nm（DLS）；XRD证实Au⁰/Ag⁰立方晶体结构。
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     表面化学：XPS检测到Au⁺/Au³⁺和Ag⁺氧化态，天然提取物包覆的NPs存在“天线态”（高能电子态），增强光稳定性。
3. 3.
   生物相容性：
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     细胞毒性：AuNPs:Hs和AgNPs:Hs在100 μg/mL时对A549/HFF细胞存活率>80%，而化学合成NPs（Q1/Q2）引发显著死亡（p<0.001）。
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     生态毒性：AuNPs:Hs对藻类生长无抑制，而AuNPs:Q2抑制率达61.8%。
4. 4.
   抗氧化活性：H. sabdariffa提取物抗氧化能力最强，其合成的AuNPs活性提升38.05%（相较于AgNPs）。

结论与意义

本研究证实花青素类天然提取物可作为高效还原-稳定剂，制备兼具高抗氧化性、低毒性和紫外稳定性的金银纳米颗粒。绿色合成NPs在细胞和生态层面的安全性显著优于化学合成体系，尤其AuNPs:Hs和AgNPs:Hs在防晒及生物医学应用中潜力突出。该工作为绿色纳米技术提供了可持续材料设计范式，推动了化妆品和医药领域向环境友好方向转型。未来需结合3D细胞模型和组学技术深入解析其分子机制。