利用辣木（Moringa）合成的绿色银纳米颗粒：在预防SARS-CoV-2污染水源方面具有潜在应用价值

生物合成银纳米颗粒（AgNPmo）通过 aqueous Moringa oleifera 叶提取物与硝酸银反应制备，并证实其具有显著的抗菌（抑制 Pseudomonas aeruginosa 和 Staphylococcus aureus）和抗 SARS-CoV-2 病毒活性。抗病毒实验显示 AgNPmo 剂量和时间依赖性增加病毒检测的 Ct 值，48 小时达到最佳抑制效果。毒性测试表明其 IC50 为 38 μg/mL，低浓度下对 Vero 细胞毒性可忽略。纳米颗粒的稳定性（UV-Vis、XRD 分析）和生物相容性（FTIR、SEM 表征）得到验证，证实其环保合成（成本约 ￡8/g）和应用于水处理的潜力。研究局限包括未测试实际环境效果及分子机制。

　　
该研究以天然植物材料为原料，探索了合成银纳米颗粒（AgNPs）的抗菌和抗病毒潜力。研究选取非洲民间常用药材“莫洛哥种子树”（学名：*Moringa oleifera*）的叶片为原料，通过水相合成法成功制备了AgNPs，并系统评估了其理化性质、抗菌活性及对新冠病毒（SARS-CoV-2）的抑制效果。以下为关键内容解读：

### 一、研究背景与意义
新冠疫情全球大流行后，病毒通过污水系统传播的风险受到广泛关注。研究表明，SARS-CoV-2病毒可在水体中存活长达一周，且通过医疗废水、船舶和航空废水等途径进入环境，存在潜在传播风险。传统消毒方法存在成本高、化学残留等问题，而生物合成银纳米颗粒（AgNPs）因其安全性和环境友好性成为研究热点。

### 二、AgNPmo的合成与表征
1. **合成方法**：
使用微波辅助加热技术，将莫洛哥种子树叶提取物与硝酸银溶液按9:1比例混合，经30秒微波辐照后静置5分钟，溶液由黄色变为棕红色，表明AgNPs成功合成。该方法的优势在于快速（1分钟完成合成）、成本低（原料易获取），且无需高温高压设备。

2. **理化性质验证**：
- **紫外-可见光谱（UV-Vis）**：合成后立即检测显示特征吸收峰（420 nm），12个月后重复实验峰位稳定（410 nm），表明颗粒长期稳定性和良好的分散性。
- **红外光谱（FTIR）**：检测到植物叶提取物中的酚类和黄酮类化合物特征吸收峰（如1600 cm?1、3000-3300 cm?1），证实这些天然成分作为还原剂和稳定剂参与AgNPs的成核与包覆过程。
- **X射线衍射（XRD）**：衍射图谱显示典型的Ag晶面（如111、200晶面），证实颗粒为单质银结构，且结晶度高，增强其生物活性。
- **扫描电镜（SEM）**：观察到颗粒呈不规则多面体，部分聚集现象与绿色合成中常见的表面吸附杂质有关，但高分辨率图像显示粒径集中在200-500 nm范围内。

### 三、抗菌活性评估
1. **实验对象**：
选取临床分离的两种常见致病菌——铜绿假单胞菌（*Pseudomonas aeruginosa*）和金黄色葡萄球菌（*Staphylococcus aureus*）。

2. **抑制效果**：
- **剂量依赖性**：AgNPmo对铜绿假单胞菌的抑菌圈随浓度增加显著扩大（12.5%-100%浓度下抑菌圈分别为6.5-15.5 mm），但对金黄色葡萄球菌的抑制效果较弱（0-7 mm）。
- **作用机制**：纳米颗粒通过破坏细菌细胞膜完整性（如改变细胞壁通透性）及干扰细胞代谢（如产生活性氧自由基）实现杀菌，与文献报道的AgNPs作用机制一致。

### 四、抗病毒活性及安全性分析
1. **抗病毒实验设计**：
采用定量逆转录聚合酶链式反应（qRT-PCR）检测病毒基因（ORF1ab和N基因）的Ct值变化。实验模拟病毒在水环境中的存活状态，使用病毒运输介质（VTM）保存的COVID-19阳性样本进行测试。

2. **关键发现**：
- **时间依赖性**：48小时后，病毒基因Ct值显著升高（表明病毒复制被抑制），且抑制效果随作用时间延长而增强。
- **浓度效应**：在低毒剂量（38 μg/mL IC50）下即表现出显著抗病毒活性，而高浓度（>312.5 μg/mL）虽能快速灭活病毒，但对宿主细胞（Vero细胞）产生毒性。
- **作用机制推测**：AgNPs可能通过以下途径抑制病毒：
- 破坏病毒包膜脂质双层结构；
- 干扰病毒与宿主细胞受体的结合；
- 抑制病毒RNA聚合酶活性或遗传物质复制。

### 五、创新性与应用潜力
1. **绿色合成优势**：
利用植物天然成分（酚类、黄酮类）作为还原剂和包覆剂，避免了化学合成中硝酸银过量残留的问题。实验显示，合成过程仅需1分钟微波处理，成本低廉（约8英镑/克，低于市售AgNPs的18-28英镑/克）。

2. **环境应用前景**：
研究表明，AgNPmo在低浓度下即可有效灭活病毒，且对哺乳动物细胞毒性较低（IC50达38 μg/mL），适合用于点对点饮用水处理系统。此外，其长期稳定性（12个月）和生物相容性（通过细胞毒性测试）为规模化应用提供了基础。

### 六、研究局限性
1. **体外实验限制**：
所有毒性测试和病毒灭活实验均在人工培养基（如细胞培养基、VTM）中进行，未验证实际水体环境中的效果。需进一步开展环境模拟实验（如pH波动、有机物共存条件）。

2. **机制研究不足**：
现有数据无法明确AgNPmo与病毒结合的具体靶点，尤其是对病毒复制关键酶（如RNA聚合酶）的影响机制需通过分子生物学手段深入探究。

3. **广谱性待验证**：
实验仅针对SARS-CoV-2的原始毒株，未测试奥密克戎等变异株，且未评估对其他 enveloped病毒（如流感病毒、HIV）的活性。

### 七、结论与建议
该研究首次系统验证了莫洛哥种子树叶提取物合成的AgNPs在抗病毒领域的潜力。其低毒性、高稳定性及低成本特性使其成为水处理领域的优选材料。建议后续研究方向包括：
- 开发多阶段灭活工艺，提升复杂水体中的病毒清除效率；
- 探索纳米颗粒与植物活性成分的协同作用机制；
- 进行实地环境（如河流、湖泊）的毒理学评估，确保生态安全性。