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研究人员利用植物提取物合成 NiO 纳米颗粒,其具抗氧化、抗糖尿病和抗菌活性,为生物医学应用带来新希望。
纳米技术在现代科学中占据着重要地位,尤其是在医学领域,它为药物递送、基因治疗等带来了新的方向。在众多纳米材料中,氧化镍纳米颗粒(NiO NPs)因其具有抗氧化、抗菌和抗糖尿病等多种潜在功能,受到了科研人员的广泛关注。传统的 NiO NPs 合成方法存在诸多弊端,比如使用昂贵的金属盐、有机溶剂、有毒的还原剂等,不仅成本高昂,还对人体健康和环境存在风险,限制了其在生物医学领域的应用。
为了解决这些问题,来自孟加拉国达卡大学、孟加拉国科学与工业研究理事会等机构的研究人员,开展了一项利用植物提取物绿色合成 NiO NPs 的研究。该研究成果发表在《Heliyon》杂志上。
在这项研究中,研究人员使用了三种植物的提取物,分别是大花紫薇(Lagerstroemia speciosa)的叶子提取物、木棉(Bombax ceiba)的叶子提取物以及假蒟(Piper chaba)的根提取物,通过热板燃烧法合成了 NiO NPs。研究人员运用了多种关键技术方法来对合成的 NiO NPs 进行分析。利用紫外 - 可见光谱(UV - Vis)、傅里叶变换红外光谱(FT - IR)、场发射扫描电子显微镜(FE - SEM)、能量色散 X 射线光谱(EDX)和 X 射线衍射(XRD)等技术,对其光学、结构和形态特征进行了全面表征;采用 2,2 - 二苯基 - 1 - 苦基肼基(DPPH)法评估抗氧化活性;通过 α - 淀粉酶抑制技术测定体外抗糖尿病活性;运用琼脂扩散法测试抗菌活性。
研究结果如下:
- NiO NPs 的表征:UV - Vis 光谱显示,在 323 - 342nm 之间有明显的吸收带,证实了纳米颗粒的成功合成。FT - IR 光谱在~437 cm?1处检测到 Ni - O 键的振动拉伸模式。XRD 和 FE - SEM 分析表明,合成的 NiO NPs 具有不同的粒径和形态,木棉、大花紫薇和假蒟介导合成的 NiO NPs 平均微晶尺寸分别约为 40.17nm、23.71nm 和 26.46nm ,且均呈近似球形。
- 抗氧化活性:合成的 NiO NPs 表现出显著的抗氧化活性,能够清除 DPPH 自由基。随着浓度的增加,其 DPPH 抑制活性增强。大花紫薇介导的 NiO NPs(LS_NiO NPs)在 250μg/mL 时,DPPH 自由基清除活性最高,达到 78.17% ,其IC50值为 45.23μg/mL。
- 体外抗糖尿病活性:NiO NPs 对 α - 淀粉酶具有抑制作用,随着浓度的增加,抑制活性增强。LS_NiO NPs 的 α - 淀粉酶抑制活性最强,其IC50值为 21.03μg/mL,与参考标准阿卡波糖(22.11μg/mL)相当。
- 抗菌活性:合成的 NiO NPs 对研究的细菌菌株(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌)表现出优异的抗菌活性。LS_NiO NPs 的抗菌效果最为突出,在 250μg/mL 浓度下,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的最大抑菌圈分别为 18.83mm、17.67mm 和 22.10mm。
研究结论和讨论部分指出,该研究首次利用大花紫薇、木棉和假蒟的提取物成功合成了 NiO NPs,并对其进行了全面的表征和生物活性评估。结果表明,合成的 NiO NPs,尤其是 LS_NiO NPs,具有显著的抗氧化、抗糖尿病和抗菌活性,在生物医学领域展现出巨大的应用潜力。不过,该研究目前主要集中在体外实验和部分结构表征技术上,未来还需要进一步开展体内研究,运用透射电子显微镜(TEM)和 X 射线光电子能谱(XPS)等技术,对其表面形态和表面化学进行更深入的分析,以评估其生物相容性、毒性和治疗效果,从而更好地将这些绿色合成的 NiO NPs 应用于实际的生物医学和生物学领域。