白芥种子提取物合成金属纳米颗粒的生物活性研究：绿色纳米技术的新突破

白芥（Sinapis alba L.）种子在草药医学中用于治疗多种炎症性疾病。为探究其提取物合成金属纳米颗粒（M-NPs）的体外生物活性，研究人员用白芥种子提取物合成氧化铜纳米颗粒（CuO-NPs）和硒纳米颗粒（Se-NPs），发现甲醇提取物合成的 Se-NPs 生物活性更高且更安全，为绿色纳米技术提供了新方向。

　　在医学领域，植物来源的草药一直是治疗各种疾病的重要资源。白芥（Sinapis alba L.）种子作为一种常见的药用植物种子，在传统医学中被广泛用于治疗关节炎、咳嗽、喉咙痛和糖尿病等多种炎症性疾病。然而，大多数生物活性化合物由于分子量大，存在生物利用度低、吸收效率差等问题，限制了其在临床治疗中的应用。与此同时，纳米技术的兴起为解决这些问题带来了新的希望，将金属纳米颗粒（M-NPs）与植物提取物结合，有望提高生物活性化合物的疗效。在此背景下，来自埃及国家研究中心的研究人员开展了一项研究，旨在探究利用白芥种子提取物生物合成的氧化铜纳米颗粒（CuO-NPs）和硒纳米颗粒（Se-NPs）的体外生物活性 ，该研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先是植物提取物的制备，采用冷提取法对白芥种子依次用石油醚、甲醇和蒸馏水进行提取；其次是利用多种色谱技术进行成分分析，如气相色谱 - 质谱联用仪（GC/MS）、高效液相色谱（HPLC）、液相色谱 - 电喷雾电离 - 串联质谱（LC-ESI-MS/MS）等对提取物中的化学成分进行分离和鉴定；还通过多种体外实验评估生物活性，像抗氧化、抗糖尿病、抗乙酰胆碱酯酶、抗关节炎、抗炎和细胞毒性等活性检测 。

下面来看具体的研究结果：

• 植物化学分析：通过多种化学分析方法，研究人员确定了不同提取物的化学成分。石油醚提取物主要含有甾醇和 / 或萜烯；甲醇和水提取物含有碳水化合物、黄酮类化合物和单宁。水提取物中还鉴定出多种糖类、氨基酸，以及 8 种酚酸衍生物、7 种黄酮苷、4 种脂肪族硫代葡萄糖苷和 3 种芳香族芳基硫代葡萄糖苷 。甲醇提取物则含有 7 种酚酸、9 种黄酮苷元和 8 种黄酮苷。这些成分的确定为后续研究其生物活性奠定了基础。
• 体外生物活性研究：
  • 抗氧化和清除活性：甲醇提取物展现出最强的抗氧化活性，对 DPPH 和 ABTS 自由基的抑制作用最强，其 IC₅₀值最低。合成 Se-NPs 后的甲醇提取物抗氧化和清除活性略有增强，而合成 CuO-NPs 后的提取物活性稍有下降 。
  • 抗糖尿病活性：甲醇提取物对 α- 淀粉酶和 α- 葡萄糖苷酶的抑制作用最强。合成 Se-NPs 后的甲醇提取物对这两种酶的抑制作用增强，合成 CuO-NPs 后的提取物抑制作用减弱 。
  • 抗乙酰胆碱酯酶活性：甲醇提取物对乙酰胆碱酯酶（AChE）的抑制效果最好。合成 Se-NPs 后的甲醇提取物抑制作用增强，合成 CuO-NPs 后的提取物抑制作用减弱 。
  • 抗关节炎活性：甲醇和水提取物对蛋白质变性和蛋白酶酶的抑制作用相同且较强，石油醚提取物抑制作用较弱。合成 Se-NPs 和 CuO-NPs 后，提取物在这方面的抑制作用与原生提取物相比无明显变化 。
  • 抗炎活性：甲醇提取物对 COX-1、COX-2 和 5-LOX 酶的抑制作用最强。合成 Se-NPs 后的甲醇提取物抑制作用增强，合成 CuO-NPs 后的提取物抑制作用减弱 。
  • 细胞毒性活性：甲醇提取物对 HEPG-2、CACO-2、A549 和 BJ-1 细胞具有较高的细胞毒性，合成 Se-NPs 和 CuO-NPs 后，细胞毒性均有所增强，且 Se-NPs 增强效果更显著 。同时，研究还发现甲醇提取物能显著提高癌细胞中 caspase-3 酶的活性，降低 Bcl-2 水平，诱导癌细胞凋亡 。
  
  
• 生物合成纳米颗粒的表征：通过 UV-VIS 光谱、zeta 电位和动态光散射（DLS）分析，研究人员对合成的 Se-NPs 和 CuO-NPs 进行了表征。结果显示，成功合成了 Se-NPs 和 CuO-NPs，且它们具有不同的吸收峰、zeta 电位和粒径分布 。
• 半数致死剂量（LD₅₀）：研究发现，甲醇提取物比其他原生提取物更安全。合成 Se-NPs 后的纳米提取物比原生提取物更安全，而合成 CuO-NPs 后的纳米提取物毒性更高 。

综合上述研究结果，研究人员得出结论：在白芥种子的各种提取物中，甲醇提取物含有最高浓度的总多酚、缩合单宁和总黄酮化合物。用甲醇提取物生物合成的 Se-NPs 在体外具有比 CuO-NPs 更高的生物活性和细胞毒性，且口服给药时更安全。因此，总甲醇提取物是通过绿色纳米技术生物合成 Se-NPs 的宝贵生物资源，具有较高的生物效率。这项研究为白芥种子提取物在绿色纳米技术中的应用提供了重要依据，为开发新型治疗剂开辟了新途径，有望在未来的医学治疗中发挥重要作用，为相关疾病的治疗带来新的希望。