念珠菌属（Candida）菌种与欧橄榄（Olea europaea）叶片制备的单相及双相Fe?O?纳米颗粒在临床应用中的抗真菌潜力

《Surfaces and Interfaces》：Candida species and Olea europaea leaves’ single and biphasic Fe 2O 3 nanoparticles antifungal potentiality for clinical purposes

铁氧化物纳米颗粒（IONPs）通过绿色化学方法合成并评估其抗真菌活性。采用橄榄叶提取物（EXT1：水提取；EXT2：甲醇/水提取）作为天然稳定剂，合成单相α-Fe?O?（NP-EXT1，60 nm）和双相α/γ-Fe?O?（NP-EXT2，6 nm）纳米颗粒。EXT2因富含酚类物质（4.25 mg GAE/g）形成更小且高磁饱和的纳米颗粒。抗真菌实验显示NP-EXT1对C. glabrata敏感（MIC=5 mg/mL），而NP-EXT2对C. tropicalis有效（MIC=1.25 mg/mL）。XTT分析表明，NP-EXT2抑制生物膜形成达66.8%，尤其在C. albicans中效果显著。研究证实铁基纳米颗粒通过吸附细胞壁、产ROS破坏膜结构及铁离子释放诱导细胞死亡，为临床表面抗菌提供新策略。

　　在当今社会，真菌感染已成为全球公共卫生领域的重要挑战之一。尤其是近年来，随着抗真菌药物的广泛使用，抗药性问题日益突出，这促使研究人员不断探索新的治疗策略。其中，纳米技术因其独特的物理化学性质和生物相容性，被视为对抗抗药性真菌的有效手段之一。本研究聚焦于利用橄榄叶提取物进行绿色合成，制备铁氧化物纳米颗粒（IONPs），并评估其对多种真菌的抗真菌和抗生物膜活性，特别是在临床环境中可能的应用前景。

### 真菌感染的现状与挑战

真菌感染在世界范围内具有重要的临床意义，特别是在免疫系统受损的患者中。例如，Candida 属的菌株，尤其是 C. albicans，是引起侵袭性感染的主要病原体之一。在某些地区，如阿尔及利亚，每年有超过1.41%的人口受到严重真菌感染的影响，包括约50万例复发性阴道念珠菌病和2,272例念珠菌血症。这些数据表明，真菌感染的流行程度正在上升，且对现有抗真菌药物的依赖性导致了抗药性的增加。因此，开发新的、有效的抗真菌材料成为当务之急。

### 纳米技术在抗真菌领域的应用潜力

传统抗真菌药物如聚烯类、唑类和棘白菌素类，虽然在治疗某些真菌感染方面仍具有一定的效果，但它们的使用受到副作用和抗药性发展的限制。相比之下，纳米材料因其独特的物理化学特性，如高比表面积、表面活性以及可调节的尺寸和形态，显示出更大的应用潜力。尤其是铁氧化物纳米颗粒（IONPs），因其良好的生物相容性和广泛的应用前景，受到越来越多的关注。

在众多纳米材料中，银纳米颗粒（AgNPs）、金纳米颗粒（AuNPs）和氧化锌纳米颗粒（ZnONPs）因其抗菌活性而被广泛研究。然而，这些材料在实际应用中面临一些挑战，如高成本、毒性和环境影响。因此，寻找一种兼具抗菌效果和良好生物相容性的纳米材料成为研究的重点。铁氧化物纳米颗粒由于其成本低、资源丰富和稳定性好，被认为是一种有前景的替代材料。

### 绿色合成技术的引入

为了克服传统合成方法的局限性，本研究采用了绿色化学方法，利用橄榄叶提取物作为天然的还原剂、稳定剂和包覆剂，进行铁氧化物纳米颗粒的合成。橄榄叶富含多种生物活性化合物，如橄榄苦苷（oleuropein）和羟基酪醇（hydroxytyrosol），这些化合物不仅有助于纳米颗粒的形成和稳定，还能赋予其额外的生物功能。

在实验中，使用了两种不同的橄榄叶提取物：一种是水溶性的EXT₁，另一种是水-甲醇混合溶剂的EXT₂。通过比较这两种提取物的总酚类化合物含量和总黄酮类化合物含量，发现EXT₂的酚类化合物浓度显著高于EXT₁。这一差异可能影响了纳米颗粒的组成、尺寸以及磁性等性质。例如，EXT₂合成的纳米颗粒表现出双相的α/γ-Fe₂O₃结构，尺寸更小，磁饱和度更高，而EXT₁合成的纳米颗粒则为单相的α-Fe₂O₃，尺寸较大。

此外，通过氮吸附-脱附等温线分析，确认了纳米颗粒具有中孔结构，这有助于提高其比表面积和表面活性，从而增强其与真菌细胞壁的相互作用能力。这些特性使得IONPs在抗菌和抗生物膜方面表现出优异的性能。

### 抗菌活性的评估

为了全面评估IONPs的抗菌效果，本研究选择了五种常见的Candida菌株进行实验：C. krusei、C. albicans、C. tropicalis、C. glabrata和C. parapsilosis。通过最小抑菌浓度（MIC）测定，发现EXT₁合成的α-Fe₂O₃纳米颗粒对C. albicans表现出最高的敏感性，其MIC值仅为0.31 mg/mL，而EXT₂合成的α/γ-Fe₂O₃纳米颗粒则对C. tropicalis显示出更强的抗菌活性，MIC值为1.25 mg/mL。相比之下，C. glabrata和C. parapsilosis对两种纳米颗粒的敏感性较低，MIC值分别为5.00 mg/mL和高于5.00 mg/mL。

值得注意的是，尽管EXT₂合成的纳米颗粒对某些菌株表现出更强的抗菌活性，但对C. krusei的MIC值却比EXT₁合成的纳米颗粒更高。这一现象可能与纳米颗粒的结构和尺寸有关，也可能是由于不同菌株对纳米材料的响应存在差异。此外，通过显微镜观察，发现纳米颗粒能够有效抑制真菌的生物膜形成，特别是在C. albicans和C. tropicalis中，生物膜抑制率高达76%。

### 与传统药物的比较

在实验中，还使用了氟康唑（FLZ）作为对照药物，其MIC值分别为0.50 mg/mL（C. albicans）和0.25 mg/mL（C. parapsilosis）。虽然这些传统药物在某些情况下仍具有较好的抗菌效果，但它们的使用受到耐药性问题的限制。相比之下，IONPs在较低浓度下即可表现出显著的抗菌活性，这表明其可能具有更广泛的应用前景。

此外，研究还发现，某些真菌菌株对IONPs表现出非线性的浓度-反应关系。例如，C. parapsilosis在高浓度下显示出一定的耐药性，而在低浓度下仍表现出一定的敏感性。这种现象可能与真菌的适应性机制有关，如铁代谢调控和生物膜形成等。这些机制可能帮助真菌在纳米颗粒的作用下维持其生存能力。

### 结论与展望

本研究的结果表明，橄榄叶提取物可用于绿色合成具有优异抗菌性能的铁氧化物纳米颗粒。通过调节溶剂的种类，可以控制纳米颗粒的相组成和尺寸，从而影响其抗菌效果。特别是EXT₂合成的α/γ-Fe₂O₃纳米颗粒，表现出更高的磁性和更小的尺寸，这使得它们在生物医学应用中具有更高的潜力。

IONPs不仅在抗菌方面表现出色，还在抗生物膜方面显示出显著效果。这种能力对于预防和治疗真菌感染尤为重要，因为生物膜的形成是许多真菌感染难以治愈的主要原因之一。此外，IONPs的生物相容性和环境友好性使其成为一种理想的替代材料，尤其是在临床环境中。

随着纳米技术的不断发展，未来的研究可以进一步探索IONPs在不同真菌菌株中的作用机制，以及如何通过调整合成条件来优化其抗菌效果。同时，还可以研究IONPs与其他抗菌材料的协同作用，以开发更高效的抗真菌治疗方案。总之，铁氧化物纳米颗粒作为一种绿色合成材料，展现出在对抗真菌感染方面的巨大潜力，为未来的抗菌治疗提供了新的思路和方向。