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为解决幽门螺杆菌(H. pylori)感染治疗中抗生素耐药及槲皮素(quercetin)应用受限问题,研究人员开展槲皮素共轭银纳米颗粒(Ag@QNPs)增强脲酶抑制活性研究。结果显示 Ag@QNPs 脲酶抑制活性显著提升,这为脲酶相关疾病治疗提供新纳米材料。
幽门螺杆菌(Helicobacter pylori,H. pylori)是一种让全球约一半人口 “中招” 的革兰氏阴性菌,世界卫生组织(WHO)将其列为一级致癌物。它引发的胃溃疡、胃癌等疾病,严重威胁人类健康。在临床治疗中,常用的三联(阿莫西林、甲硝唑和质子泵抑制剂(PPI))、四联(PPI、铋剂、四环素和甲硝唑)疗法,正因为细菌耐药性问题而疗效大打折扣。
槲皮素,作为果蔬中的 “常客”,不仅有抗氧化、抗炎等多种功效,还是潜在的脲酶抑制剂和预防 H. pylori 感染的 “卫士”。可它的 “短板” 也很明显,水溶性差、口服生物利用度低,在生理流体中还不稳定,这些缺点严重限制了它在医疗领域的应用。银纳米颗粒(AgNPs)则凭借抗菌、抗癌等多种特性,在药物递送等方面展现出巨大潜力。那么,能不能把槲皮素 “搭载” 到 AgNPs 上,让二者优势互补,共同对抗 H. pylori 呢?
带着这样的疑问,来自伊朗赞詹医科大学、德黑兰医科大学等机构的研究人员展开了研究。他们成功合成了槲皮素负载的银纳米颗粒(Ag@QNPs),并进行了一系列表征和测试。研究结果发表在《Scientific Reports》上,为脲酶相关疾病的治疗带来了新的曙光。
研究人员采用了多种关键技术方法。通过改良的 Frens 法合成 AgNPs 和 Ag@QNPs,利用紫外 - 可见光谱(UV - Vis)、傅里叶变换红外光谱(FT - IR)、X 射线衍射(XRD)、动态光散射(DLS)和透射电子显微镜(TEM)对其进行表征分析。用基于 Berthelot 反应的分光光度法评估脲酶抑制活性,借助密度泛函理论(DFT)计算研究槲皮素与银表面的相互作用。
1. 理化性质和表征
- UV - Vis 分析:AgNPs 在 407nm 处有明显吸收峰,Ag@QNPs 吸收峰在 445nm,波长偏移 38nm,表明槲皮素成功负载到 AgNPs 上。
- FT - IR 分析:槲皮素特征峰在 Ag@QNPs 光谱中有位移和变化,如 1620cm-1的峰移至 1590cm-1 ,且 OH 伸缩振动峰变宽,证明药物成功负载。
- XRD 分析:AgNPs 的 XRD 图谱中出现对应特征峰,符合标准卡片,计算出其微晶尺寸为 62nm,说明合成的 AgNPs 为结晶态且无杂质。
- DLS 分析:AgNPs 平均流体动力学直径为 70.85±9.68nm,Ag@QNPs 为 104.5±8.53nm,且 Ag@QNPs 的 zeta 电位从 - 23.5±3.16mV 降至 - 15.2±2.3mV,虽表面电荷减少,但仍能防止聚集。
- TEM 分析:AgNPs 呈非球形,Ag@QNPs 更接近球形,且粒径分布有变化,表明槲皮素成功负载,且粒子分散良好。
2. 脲酶酶活性测定:通过酶活性测定实验发现,Ag@QNPs 在 167μg/mL 时抑制率达 97%(含 20μg/mL 槲皮素),IC50值为 0.473±0.09μg/mL;槲皮素在 20μg/mL 时抑制率为 74%,IC50值为 9.581±0.38μg/mL。Ag@QNPs 的抑制活性显著高于纯槲皮素,且比一些已知的脲酶抑制剂如羟基脲更有效。
3. DFT 研究:计算结果显示,槲皮素与银表面相互作用能在单重态为 - 53.79kcal/mol,与文献报道相符。优化过程中,槲皮素结构变扁平,苯环间碳 - 碳键发生旋转,这是由于苯环非定域电子与金属原子的强相互作用。
研究表明,Ag@QNPs 成功合成并表征,其脲酶抑制活性显著高于纯槲皮素,展现出二者结合的协同效应。DFT 计算揭示了槲皮素与银表面的相互作用本质,为进一步理解其作用机制提供依据。这一研究成果为开发治疗脲酶相关疾病的新型纳米材料奠定了基础,不过,后续还需深入研究 Ag@QNPs 抑制脲酶的详细机制,以及评估其生物相容性和毒性,从而推动其在临床治疗中的应用。