利用唾液乳杆菌后生元生物合成银纳米颗粒的多重生物活性研究

为解决银纳米颗粒（AgNPs）合成及应用问题，研究人员用唾液乳杆菌后生元合成 AgNPs，其具多种活性，有应用潜力。

　　在当今科技飞速发展的时代，纳米材料因其独特的性能成为众多领域的研究热点，银纳米颗粒（Silver Nanoparticles，AgNPs）便是其中的佼佼者。AgNPs 凭借其独特的光学、电学和抗菌等性能，在化妆品、纺织品、食品加工与包装、医疗等多个领域都展现出了巨大的应用潜力。比如在医疗领域，它可用于药物释放、伤口敷料以及抗菌和抗癌药物的研发 。然而，传统的 AgNPs 合成方法却存在诸多问题。物理和化学合成方法虽然应用广泛，但这些方法往往需要使用有毒的化学物质，不仅会对环境造成污染，还可能危害人体健康。而且，这些方法合成的 AgNPs 稳定性欠佳，在实际应用中受到了很大的限制。因此，开发一种绿色、可持续的 AgNPs 合成方法迫在眉睫。

在此背景下，来自土耳其加齐大学（Gazi University）和巴斯肯大学（Baskent University）的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们利用唾液乳杆菌（Ligilactobacillus salivarius）KC27L 菌株的后生元（Postbiotic）来生物合成 AgNPs，并对其多功能生物学特性进行了深入探究。该研究成果发表在《Probiotics and Antimicrobial Proteins》杂志上。

为了完成这项研究，研究人员采用了多种关键技术方法。首先，通过优化反应时间、AgNO₃浓度、后生元与 AgNO₃溶液的体积比、pH 和温度等参数，确定了 AgNPs 的最佳合成条件。然后，运用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外 - 可见光谱（UV-vis）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、能量色散光谱（EDS）和 Zeta 电位分析仪等技术对合成的 AgNPs 进行了全面的表征。此外，还利用琼脂扩散法、结晶紫染色法、DPPH 自由基清除法等多种实验方法，对 AgNPs 的抗菌、抗生物膜、抗氧化活性以及细胞毒性进行了测定。

研究结果如下：

1. 合成与优化：通过对反应时间、AgNO₃浓度等多个参数的优化，确定了最佳合成条件为：后生元与 AgNO₃溶液体积比 1:1、AgNO₃浓度 5 mM、反应时间 6 h、pH 3.5、温度 30°C。在此条件下合成的 AgNPs 在后续研究中使用12。
2. 表征：SEM 和 TEM 结果显示，AgNPs 呈球形，大多数粒子尺寸在 10 - 40 nm 之间且有团聚现象，其表面有生物分子包覆。Zeta 电位为 - 18.6 mV，表明其具有一定的稳定性。FTIR 分析表明，羟基（-OH）和胺基（-NH₂）等官能团在 AgNPs 的合成过程中发挥了重要作用34。
3. 抗菌活性：不同浓度（0.625 - 40 mg/mL）的 AgNPs 对革兰氏阴性菌大肠杆菌（Escherichia coli）、铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、变形链球菌（Streptococcus mutans）、表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis）均有抗菌活性。其中，40 mg/mL 的 AgNPs 抗菌效果最为显著，对不同细菌的抑菌圈大小各异5。
4. 抗生物膜活性：AgNPs 对五种病原菌的生物膜形成均有抑制作用，且呈剂量依赖性。例如，40 mg/mL 的 AgNPs 对铜绿假单胞菌和大肠杆菌生物膜形成的抑制率分别高达 96.21% 和 94.54%6。
5. 抗氧化活性：采用四种不同方法测定 AgNPs 的抗氧化活性，结果表明不同浓度（0.156 - 40 mg/mL）的 AgNPs 均具有一定的抗氧化能力，且在 40 mg/mL 时抗氧化活性最高7。
6. 细胞毒性：以正常成纤维细胞（L929）为模型进行细胞毒性实验，结果显示低浓度（0.39 - 25 μg/mL）的 AgNPs 对细胞健康无不良影响，72 h 时 6.25 μg/mL 的 AgNPs 浓度下细胞活力最高可达 102.51%8。

综合研究结论与讨论部分，该研究成功利用唾液乳杆菌 KC27L 菌株的后生元生物合成了 AgNPs，并对其多种生物学特性进行了全面评估。这种绿色合成方法不仅避免了有毒化学物质的使用，还赋予了 AgNPs 良好的生物相容性和多种生物活性。这些 AgNPs 在医疗、食品、环境等领域具有广阔的应用前景，比如可作为抗菌剂用于医疗设备表面涂层，防止细菌感染；在食品保鲜方面，可抑制食品中的有害微生物生长，延长食品保质期；在环境领域，可用于水净化等。不过，目前对于 AgNPs 的作用机制尚未完全明确，仍需进一步深入研究。但总体而言，该研究为 AgNPs 的合成和应用开辟了新的道路，具有重要的科学意义和应用价值。