绿色合成酢浆草银纳米颗粒的杀幼虫及抗菌功效研究

【字体: 时间:2025年05月21日 来源:Bioscience Nanotechnology

编辑推荐:

  为应对蚊媒疾病(如疟疾、登革热等)及化学杀虫剂带来的抗药性与环境毒性问题,研究人员开展酢浆草(Oxalis corniculata)叶提取物绿色合成银纳米颗粒(AgNPs)的研究。结果显示其对多蚊种幼虫具高杀幼虫活性(LC??为 4.536-7.255 ppm)及抗菌性,为蚊媒控制提供新方向。

  
蚊媒疾病如疟疾、 Zika、登革热等长期困扰热带及亚热带地区,每年导致数百万人感染和数十万死亡。传统化学杀虫剂(如室内滞留喷洒 IRS、长效杀虫剂蚊帐 LLINs)虽有效,但面临蚊虫抗药性上升、环境污染及非靶标生物毒性等挑战。城市化进程中,蚊虫孳生地增多,迫切需要环保、高效的新型控蚊手段。植物源提取物与纳米技术结合为解决这一难题提供了新思路,其中银纳米颗粒(Silver Nanoparticles, AgNPs)因高反应性、化学稳定性及独特物理化学性质,成为潜在的生物杀虫剂和抗菌剂。

印度医学研究理事会国家疟疾研究所(ICMR-National Institute of Malaria Research)的研究团队开展了酢浆草(Oxalis corniculata)叶提取物绿色合成 AgNPs 的研究,探讨其对按蚊(Anopheles stephensi)、伊蚊(Aedes aegypti)、库蚊(Culex quinquefasciatus)幼虫的杀幼虫活性及对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、大肠杆菌(Escherichia coli)的抗菌活性,并评估其对非靶标生物孔雀鱼(Poecilia reticulata)的毒性。研究成果发表于《Bioscience Nanotechnology》。

研究主要采用以下关键技术方法:

  1. 绿色合成技术:将酢浆草叶提取物与 1 mM 硝酸银(AgNO?)溶液混合,通过颜色变化判断 AgNPs 形成,经离心、洗涤、干燥获得纳米颗粒。
  2. 纳米颗粒表征技术:利用紫外 - 可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X 射线衍射(XRD)、动态光散射(DLS)等技术,分析 AgNPs 的光学特性、官能团、形貌、尺寸、晶体结构及表面电荷(zeta 电位)。
  3. 杀幼虫活性测定:参照世界卫生组织(WHO)指南,测试不同浓度 AgNPs 对三龄蚊幼虫的致死率,计算半数致死浓度(LC??)和 90% 致死浓度(LC??)。
  4. 抗菌活性检测:采用琼脂扩散法,测定 AgNPs 对革兰氏阳性菌(枯草芽孢杆菌)和革兰氏阴性菌(大肠杆菌)的抑菌圈直径。
  5. 非靶标毒性评估:观察 AgNPs 对孔雀鱼的急性毒性及 15 天延迟效应。

研究结果


1. AgNPs 的合成与表征


  • 颜色变化与 UV-Vis 光谱:提取物与 AgNO?混合后溶液由浅黄色变为深棕色,UV-Vis 光谱在 411 nm 处出现特征表面等离子体共振(SPR)峰,证实 AgNPs 形成。
  • 形貌与尺寸:SEM 和 TEM 显示 AgNPs 呈六边形、球形、三角形,粒径 15-50 nm,XRD 证实其面心立方(fcc)晶体结构,SAED 显示同心衍射环,表明结晶性良好。
  • 表面电荷与稳定性:zeta 电位为 - 31.6 mV,表明颗粒间静电排斥力强,胶体稳定性高。
  • 官能团分析:FT-IR 检测到醇、酚、羧酸、酯等官能团,提示酢浆草提取物中的次生代谢物(如类黄酮、萜类)参与 AgNPs 的还原与稳定。

2. 杀幼虫活性


  • AgNPs 的高效杀幼虫作用:72 小时暴露后,对按蚊、伊蚊、库蚊幼虫的 LC??分别为 4.536 ppm、7.255 ppm、6.817 ppm,LC??为 22.097 ppm、19.142 ppm、22.660 ppm。
  • 溶剂提取物的活性差异:氯仿提取物杀幼虫活性最强(LC?? 39.543-45.811 ppm),其次为己烷提取物,乙醇和甲醇提取物活性较弱,表明脂溶性成分可能为主要活性物质。

3. 抗菌活性


  • AgNPs 对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌均有显著抑菌作用,50 μg/ml 时抑菌圈直径分别为 16 mm 和 13 mm,接近阳性对照氨苄青霉素(8 μg/ml)的抑菌效果(7 mm 和 17 mm),显示其对革兰氏阳性菌和阴性菌的广谱抗菌活性。

4. 非靶标毒性


  • 孔雀鱼在 AgNPs 浓度高达 25 ppm 时无显著毒性反应,表明该纳米颗粒对非靶标水生生物安全,具备环境友好性。

研究结论与意义


本研究通过绿色方法成功合成酢浆草介导的 AgNPs,证实其对主要蚊媒幼虫具高效杀灭作用,且抗菌活性显著,同时对非靶标生物安全。研究结果为开发环保型蚊媒控制剂和抗菌剂提供了新候选,有望缓解传统化学药剂带来的抗药性和生态风险问题。未来需进一步探索 AgNPs 的作用机制(如与蚊虫外骨骼或细菌细胞膜的相互作用),并开展田间试验验证其实际应用效果,为综合病媒管理策略提供科学依据。该研究不仅拓展了植物源纳米材料在公共卫生领域的应用,也为开发低成本、易获取的生物农药开辟了新路径。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号