基于印楝花绿色合成氧化锌纳米颗粒的结合特性与生物医学应用研究

为开发环保、低毒且高效的纳米材料，VIT研究人员利用印楝花提取物绿色合成氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)，证实其具有>80%抗氧化活性、显著抗菌/抗真菌效果及强DNA/BSA结合能力，细胞毒性低，为抗癌和抗感染治疗提供新策略。

　　

论文解读

研究背景与意义
当前，癌症和耐药微生物感染是全球公共卫生的重大挑战。传统疗法如化疗和抗生素存在高成本、副作用及耐药性问题，亟需开发新型环保材料。金属氧化物纳米颗粒因其独特的光电性能和生物相容性备受关注，其中氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)因优异的抗菌、抗癌特性成为研究热点。然而，化学合成法常使用有毒试剂，而植物介导的绿色合成既能避免污染，又能通过天然化合物增强纳米颗粒的生物活性。

为此，印度韦洛尔理工学院化学系的研究团队利用印楝花(Azadirachta indica)提取物绿色合成ZnO NPs，系统评估其物理特性及生物活性，相关成果发表于《Scientific Reports》。

关键技术方法
研究通过以下方法展开：1) 以印楝花水提物为还原剂和封端剂合成ZnO NPs；2) 采用UV-Vis(紫外-可见光谱)、TEM(透射电镜)、FTIR(傅里叶红外光谱)等技术表征纳米颗粒；3) 通过DPPH(自由基清除实验)等三种方法检测抗氧化活性；4) 琼脂扩散法评估抗菌/抗真菌效果；5) 荧光滴定和粘度实验分析DNA/BSA(牛血清白蛋白)结合能力；6) MTT法测定HEK-293细胞毒性。

研究结果

1. 表征与物理特性

• UV-Vis与能带隙：ZnO NPs在363 nm处出现特征吸收峰，能带隙为3.05 eV，表明其具有量子尺寸效应。
• FTIR与XRD：红外光谱显示印楝花中的酚类、黄酮参与还原过程；XRD证实纳米颗粒为六方纤锌矿结构，平均晶粒尺寸13 nm。
• 形貌分析：FESEM(场发射扫描电镜)和TEM显示颗粒呈多孔扭曲球形，平均粒径30-60 nm，zeta电位-22 mV提示稳定性。

2. 生物活性

• 抗氧化：三种方法均显示>75%抑制率，IC₅₀为54-63 μg/mL，优于文献报道的同类材料。
• 抗菌/抗真菌：对金黄色葡萄球菌(S. aureus)和铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)的抑制圈达20-22 mm，对白色念珠菌(C. tropicalis)抑制效果更优(23 mm)。
• DNA/BSA结合：DNA结合常数达8.539×10⁵ M^-1，BSA荧光淬灭实验显示强结合力，提示药物递送潜力。
• 细胞毒性：HEK-293细胞存活率>80%，IC₅₀ <100 μg/mL，安全性显著。

结论与意义
该研究成功开发了一种环保、高效的ZnO NPs绿色合成策略，其优异的抗氧化、抗菌活性及生物分子结合能力，为抗癌和抗感染治疗提供了新思路。低细胞毒性进一步支持其临床转化潜力。未来可探索其在农业(如农药替代)和环境修复中的应用，推动可持续发展技术发展。