利用刺叶榕(Ficus hispida)的乙酸乙酯提取物合成的生物工程硒纳米颗粒具有抗菌和抗氧化活性

《Microbial Pathogenesis》:Bioengineered Selenium Nanoparticles Synthesized Using Ficus hispida Ethyl Acetate Extract Exhibit Antibacterial and Antioxidant Activities

【字体: 时间:2025年11月22日 来源:Microbial Pathogenesis 3.5

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  本研究通过Ficus hispida果提取物绿色合成硒纳米颗粒(Se-NPs),并对其理化性质及生物活性进行系统表征。采用UV-Vis、FT-IR、XRD、FE-SEM、HR-TEM和EDAX证实Se-NPs具有典型纳米结构(71.73–98.81 nm)和表面等离子体共振特性,其抗氧化活性达71%(100 μg/mL),对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈分别为14 mm、14 mm和18 mm。

  
Jatla Murali Prakash | Palanisamy Pethappachetty | Raslamol Kannurkaran | Shilpa Valiyaparambil | Deepti Kolli
印度安得拉邦贡图尔市Vaddeswaram,Koneru Lakshmaiah教育基金会化学系,邮编522302

摘要

背景

多重耐药细菌的出现迫切需要开发新型抗菌剂。通过绿色方法合成的硒纳米颗粒(Se-NPs)具有优异的抗氧化和抗菌性能。

目的

本研究探讨了利用Ficus hispida提取物制备Se-NPs的合成方法、表征及其生物活性。

方法

将10 mL的Ficus hispida果实提取物与20 mL的50 mM硒溶液混合,然后加入200 μL的40 mM抗坏血酸进行还原反应,从而制备Se-NPs。Se-NPs的形成通过其产生的 Ruby 红色进行确认。表征方法包括UV-Vis光谱(峰值位于203 nm和257 nm)、FT-IR(吸收带位于3362、3245、1648、1383、1202 cm-1)、XRD(2θ: 23.5°、29.7°、41.4°、43.6°、45.4°、51.7°、55.9°、61.5°)、FE-SEM(粒径:71.73–98.81 nm)、HR-TEM(7.59–12.26 nm)、Zeta电位分析(-37.1 mV)以及EDAX(检测Se和O元素)。抗氧化活性通过DPPH试验评估,抗菌活性则通过测定其对大肠杆菌(Escherichia coli)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抑制效果来评价。

结果

Se-NPs表现出强烈的表面等离子体共振(surface plasmon resonance)和高的结晶度,具有六方结构。这些纳米颗粒主要为球形、单分散,并具有优异的胶体稳定性。在100 μg/mL浓度下,其抗氧化活性达到71%,而抗坏血酸的抗氧化活性为98.22%。抗菌实验结果显示,Se-NPs对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的抑制圈分别为14 mm,对金黄色葡萄球菌的抑制圈为18 mm,而环丙沙星(ciprofloxacin)的抑制圈为31–32 mm。经Se-NPs处理的金黄色葡萄球菌的HR-TEM图像显示其形态发生了显著变化。

结论

利用Ficus hispida提取物制备的Se-NPs具有环保特性,且抗氧化和抗菌活性显著,尤其是对革兰氏阳性菌。这些发现为进一步将FH-Se-NPs作为替代治疗剂进行生物医学研究提供了支持。

引言

当细菌获得抵抗抗生素的能力时,就会产生耐药性,这使得感染更难治疗,并可能导致严重的健康问题[1]。随着耐药性的增加,肺炎、尿路感染和败血症等常见疾病的管理变得越来越复杂[2]。这通常迫使医生使用更昂贵或可能有毒的替代疗法,从而导致住院时间延长。

Ficus hispida

2025年5月22日下午1:26(IST时间),在印度安得拉邦Vaddeswaram(坐标16.441554°N, 80.615216°E)野外采集了一株Ficus hispida L.f.样本,整个采集过程遵循了相关机构规程,并在贡图尔地区K L大学Dr. K. Deepti的指导下进行。采集地点和时间通过GPS相机记录下来。安得拉大学维沙卡帕特南分校植物学系主任Prof. S. B. Padal对该植物进行了鉴定。

FH-Se-NPs的合成 使用Ficus hispida提取物成功合成了硒纳米颗粒(Se-NPs),反应混合物呈现Ruby红色,这是表面等离子体共振(surface plasmon resonance)的典型特征。阳性对照(含抗坏血酸的硒溶液)也出现了类似的颜色变化,证实了还原反应的发生。相比之下,阴性对照(仅含植物提取物的溶液)没有颜色变化,说明硒离子在合成过程中是必需的。

讨论

利用Ficus hispida提取物通过绿色方法合成硒纳米颗粒(FH-Se-NPs)的过程中,反应介质呈现Ruby红色,表明形成了硒纳米颗粒,这一现象通过表面等离子体共振得到验证。其他研究也证实了植物提取物在纳米颗粒合成中的辅助作用。

结论

本研究成功利用Ficus hispida提取物合成了硒纳米颗粒(FH-Se-NPs),并通过生成Ruby红色这一特征进行了验证。UV-Vis光谱分析显示203 nm和257 nm处有明显的吸收峰,表明纳米颗粒具有强烈的表面等离子体共振效应且分散均匀。FT-IR分析结果显示3362 cm-1、3245 cm-1(O–H、N–H伸缩振动)和1648 cm-1(C=O伸缩振动)处的吸收峰。

利益冲突声明

作者贡献声明

- Palanisamy Pethappachetty:方法设计、数据整理、概念构思 - Jatla Murali Prakash:验证、方法验证、实验研究、数据分析、概念构思 - Shilpa Valiyaparambil:数据分析、概念构思 - Raslamol Kannurkaran:概念构思 - Deepti Kolli:撰写与编辑、初稿撰写、数据可视化、结果验证、项目监督、资源协调、方法设计、实验研究、数据分析

数据获取

研究过程中生成的数据可应要求提供给相应作者。

资助 无

利益冲突声明 作者声明以下可能构成利益冲突的财务关系或个人关联: - Jatla Murali Prakash:获得Koneru Lakshmaiah教育基金会的行政支持。 - Palanisamy Pethappachetty:获得Vinayaka Mission药学院的写作协助。 - Raslamol Kannurkaran:获得Holy Grace药学院的写作协助。 - Shilpa Valiyaparambil:获得写作协助

致谢 作者衷心感谢安得拉邦贡图尔市Vaddeswaram的Koneru Lakshmaiah教育基金会提供的技术支持。同时感谢DST通过SR/PURSE/2023/196项目提供的技术支持。

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