利用大豆（Glycine max）的愈伤组织实现铜纳米粒子的可持续生物合成及其在愈伤组织再生过程中的关键作用

植物残渣合成铜纳米颗粒研究：超声辅助快速制备及对大豆细胞培养的调控作用。

　　

摘要

通过基于植物的系统合成金属纳米颗粒为传统化学方法提供了一种可持续且环保的替代方案。在本研究中，利用先前组织培养实验中获得的剩余大豆（Glycine max）愈伤组织，将其重新用作还原剂和稳定剂，以实现铜纳米颗粒（CuNPs）的快速合成。通过使用高强度超声波（CupHorn），仅需8分钟即可成功制备出CuNPs，与传统绿色合成方法相比，反应时间大幅缩短。所提出的合成路线使用AGREEprep工具进行了评估，得分为0.68（满分1分），表明该路线高度符合绿色化学的原则，因为其能耗低、产生的废物少，并使用了安全的试剂。相比之下，传统生物合成方法的得分通常在0.22到0.24之间。在碱性条件下通过透析进行纯化处理后，有效去除了残留的有机物质。所得纳米颗粒通过UV-Vis、DLS和TEM进行了表征，证实其具有约10纳米的平均尺寸、均匀的形态以及较高的胶体稳定性（ζ电位为+60 mV）。补充的拉曼和FTIR分析进一步确认了其金属铜（Cu?）的结构。将纯化的CuNPs（浓度为1 μg L?1）应用于大豆愈伤组织30天后，观察到显著的营养变化，包括P、K、Ca、S、Zn和Mo的积累增加，而Mg、Fe、Mn和Cu的含量减少，这表明存在选择性的调控和适应机制。值得注意的是，处理后的愈伤组织中超氧化物歧化酶（SOD）活性的降低表明其氧化应激水平低于对照组。总体而言，本研究展示了一种利用植物残余物高效且循环利用的CuNP合成方法，同时也为植物与纳米颗粒之间的相互作用提供了新的见解。这些发现突显了生物合成CuNPs作为农业和生物技术应用中可持续纳米材料的潜力。

图形摘要