基于枯草芽孢杆菌-透明质酸复合的Ag2O纳米吸附剂：光催化与生物医学协同应用研究

本研究针对传统Ag2O纳米材料生物相容性与功能单一性问题，通过枯草芽孢杆菌PV154141.1衍生的透明质酸(HA)包覆Ag2O纳米吸附剂，实现了环境修复与抗菌治疗的协同应用。优化合成的HA-Ag2O纳米吸附剂展现出82.28%的亚甲基蓝光催化降解率、84.36%的DPPH自由基清除活性及8 mm金黄色葡萄球菌抑菌圈，为多功能纳米材料设计提供了新策略。

　　

研究背景与意义
在纳米技术与环境健康领域，金属氧化物纳米材料虽具有优异催化性能，却常面临生物相容性差与功能单一的瓶颈。银氧化物(Ag₂O)因其p型半导体特性在光催化领域潜力巨大，但化学合成法易导致毒性残留，而生物合成又难以精确控制纳米结构。与此同时，耐药菌感染和有机染料污染对公共卫生和生态系统构成双重威胁。如何开发兼具高效环境净化与生物医学应用的多功能纳米材料，成为亟待解决的跨学科难题。

研究设计与方法
GC大学拉合尔分校的研究团队创新性地利用枯草芽孢杆菌PV154141.1发酵提取的透明质酸(HA)作为生物模板，通过优化AgNO₃浓度(15 mM)和反应时间(0 min)，一步法构建了HA-Ag₂O纳米吸附剂。采用X射线衍射(XRD)确认晶体结构，扫描电镜(SEM)分析形貌特征，能量色散X射线光谱(EDX)验证元素组成。通过紫外光照实验评估光催化性能，采用DPPH法和琼脂扩散法分别测定抗氧化与抗菌活性。

主要研究结果
1. 纳米吸附剂合成与表征
XRD显示Ag₂O纳米颗粒呈现立方晶系特征峰(2θ=26.46°-68.19°)，晶格参数4.75 ?与标准卡片匹配。SEM显示193.93±0.23 nm的多孔结构，EDX证实含35.88% Ag和27.75% C，表明HA成功包覆。

2. 光催化性能
在365 nm紫外光下，120分钟内实现82.28%亚甲基蓝降解，反应符合准一级动力学模型(k=0.0142 min^-1)。HA的羧基和羟基增强了染料吸附，而表面生成的金属Ag簇作为电子陷阱提升催化稳定性。

3. 生物医学应用
抗菌实验显示对金黄色葡萄球菌抑菌圈达8±0.4 mm，显著优于游离Ag₂O(6 mm)。DPPH实验在545 nm波长下自由基清除率(84.36±0.44%)超越抗坏血酸标准(81.82%)，证实HA的ROS清除能力与Ag⁺的电子转移协同作用。

结论与展望
该研究开创性地将微生物源HA与Ag₂O纳米结构整合，突破了传统纳米材料"高活性-低相容性"的权衡限制。其双重功能机制在于：HA通过抑制生物膜形成增强抗菌效果，同时其聚阴离子特性稳定纳米颗粒并扩大比表面积；而Ag₂O的小带隙(1.46 eV)与表面Ag⁰/Ag⁺氧化还原对共同驱动光催化反应。这种绿色合成策略为开发环境-医疗一体化纳米材料提供了新范式，未来需进一步开展细胞毒性评估和实际废水处理验证。论文发表于《Microbial Cell Factories》，为跨学科解决环境污染与耐药菌感染问题提供了创新方案。