绿色合成纳米氧化铈：比化学合成品更具优势的潜在纳米药物

为解决化学合成纳米氧化铈（Nanoceria）存在的毒性和稳定性问题，研究人员开展绿色合成纳米氧化铈（NC-G）并与化学合成品（NC-C）对比的研究。结果显示 NC-G 在多方面性能更优，有望用于心血管疾病和肿瘤治疗。

　　

在生命科学和健康医学领域，氧化应激相关疾病一直是研究的热点与难点。人体正常的生理活动依赖于体内抗氧化机制和活性氧 / 氮物种（ROS/RNS）生成之间的精妙平衡。然而，一旦这种平衡被打破，如受到基因突变、炎症、缺血 / 再灌注损伤等因素影响，氧化应激便会乘虚而入。氧化应激与动脉粥样硬化、糖尿病、阿尔茨海默病，甚至癌症等多种严重疾病紧密相连，给人类健康带来了巨大威胁。

为了对抗氧化应激引发的各类疾病，人们一直在寻找有效的抗氧化疗法。传统的小分子抗氧化剂虽然在理论上具有清除自由基的能力，但在实际应用中却困难重重。它们普遍存在生物利用度低、给药方式复杂、抗氧化能力有限等问题，这使得它们在对抗氧化应激的 “战场” 上难以发挥理想的作用。

在此背景下，纳米酶作为一类新型的纳米材料，凭借其独特的自由基清除能力崭露头角。纳米氧化铈（Nanoceria）就是其中的佼佼者，它是一种由铈（Ce）元素构成的金属氧化物半导体纳米材料，具有面心立方（fcc）萤石结构。纳米氧化铈中的铈原子存在 Ce³⁺和 Ce⁴⁺两种氧化态，并且能够在不同环境下相互转换，其表面还存在氧空位，这些特性赋予了它梦寐以求的 “再生抗氧化性能”。不仅如此，纳米氧化铈在中性 pH（7.4）环境下表现出卓越的抗氧化能力，而在酸性 pH（常见于大多数实体肿瘤环境）中则具有氧化酶特性，能够诱导癌细胞死亡，却对正常健康组织毒性极低，因此在生物医学领域，尤其是心血管疾病的保护和癌症治疗方面极具应用潜力。

不过，传统的纳米氧化铈合成方法，如热液法、火焰喷雾热解法等，存在诸多弊端。这些方法不仅耗时久、操作复杂、成本高昂，而且部分方法还会使用到危险材料，限制了纳米氧化铈的大规模生产和应用。因此，开发一种更环保、高效的合成方法迫在眉睫。

在这样的大环境下，来自未知研究机构的研究人员开展了一项意义非凡的研究。他们利用印度本土药用植物诃子（Terminalia Arjuna）的树皮提取物，通过绿色合成的方法制备纳米氧化铈（NC-G），并将其与化学合成的纳米氧化铈（NC-C）进行全方位对比，包括稳定性、抗氧化性能以及抗癌性能等。这项研究成果发表在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》上，为纳米氧化铈的研究和应用开辟了新的道路。

研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。首先，通过传统的煎煮法从诃子树皮粉末中提取植物提取物。之后，采用多种手段对合成的纳米氧化铈进行物理化学表征，其中包括利用 X 射线光电子能谱（XPS）分析纳米氧化铈中 Ce³⁺和 Ce⁴⁺的比例。同时，借助多种细胞实验，如 MTT 法检测细胞相容性，在大鼠心肌细胞系（H9C2）中评估细胞内抗氧化和细胞保护特性，以及在人乳腺癌细胞系（MCF7）中探究抗癌活性等，深入研究纳米氧化铈的性能。

下面来看具体的研究结果：

• 纳米氧化铈的物理特性：研究发现，化学合成的纳米氧化铈（NC-C）平均粒径为 37.78±15.5nm ，表面电荷为 - 16.2±7.6mV；而绿色合成的纳米氧化铈（NC-G）平均粒径更小，为 21.8±5.3nm ，表面电荷为 - 51.4±8.9mV。这表明 NC-G 在尺寸和表面电荷方面具有独特优势，可能影响其后续的性能表现。
• 抗氧化性能对比：通过对超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶以及抗氧化再生性能的检测，结果显示 NC-G 的表现均优于 NC-C。这意味着在清除自由基、对抗氧化应激方面，NC-G 具有更强的能力。
• 细胞相容性和细胞保护作用：MTT 实验表明，NC-G 相比 NC-C 具有更好的细胞相容性。在氧化应激条件下，对大鼠心肌细胞系（H9C2）的研究发现，NC-G 展现出更强的细胞内抗氧化和细胞保护特性，能够更好地保护心肌细胞免受氧化损伤。
• 抗癌性能研究：在人乳腺癌细胞系（MCF7）的实验中，NC-C 和 NC-G 均呈现出剂量依赖性的抗癌活性。但 NC-G 在 MCF7 细胞上表现出更强的促氧化特性，能够更有效地诱导癌细胞死亡。

综合以上研究结果，研究人员得出结论：利用诃子树皮提取物绿色合成的纳米氧化铈（NC-G）在粒径、表面电荷、稳定性、抗氧化性能以及抗癌性能等方面均优于化学合成的纳米氧化铈（NC-C）。这一成果意义重大，NC-G 有望成为一种极具潜力的纳米药物。在心血管疾病治疗方面，它可以作为抗氧化疗法，有效减轻氧化应激对心脏的损伤；在肿瘤学领域，它能够凭借促氧化特性，成为对抗癌症的有力武器。此次研究不仅为纳米氧化铈的绿色合成提供了新的方法，也为其在生物医学领域的广泛应用奠定了坚实基础，为未来开发更安全、有效的纳米药物指明了方向，让人们在攻克氧化应激相关疾病和癌症的道路上迈出了重要一步。