绿色水热法合成Cissus Quadrangularis提取物介导的ZnO纳米颗粒及其增强的抗菌与抗癌性能

本研究通过绿色水热法成功合成Cissus Quadrangularis茎提取物（CQS）介导的ZnO纳米颗粒（NPs），解决了传统抗癌药物毒性高和细菌耐药性问题。研究证实ZnO NPs具有六方纤锌矿结构（结晶尺寸27.98 nm）和3.25 eV宽禁带，对革兰氏阳性和阴性菌表现出强抗菌活性，并通过诱导Caco-2结肠癌细胞凋亡显示优异抗癌效果，为绿色纳米药物开发提供新策略。

　　

癌症和耐药菌感染是全球健康领域的重大挑战。据统计，每年因癌症死亡人数高达820万，预计2030年将增至1320万。与此同时，抗生素滥用导致的多重耐药菌株涌现，使得传统治疗手段效果日益受限。在这一背景下，兼具抗菌和抗癌功能的纳米材料成为研究热点。其中，氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs）因其独特的光电性质、生物相容性及成本优势备受关注，但其合成过程中化学试剂的毒性问题亟待解决。

位于印度泰米尔纳德邦的Jayaraj Annapackiam女子学院的研究团队创新性地采用Cissus Quadrangularis（CQS，一种传统药用植物）茎提取物作为生物还原剂，通过绿色水热法制备ZnO NPs。该方法结合了植物提取物的生物活性与 hydrothermal（水热）工艺的高效性，成功获得具有单分散特性的纳米材料。相关成果发表于《Inorganic Chemistry Communications》，为开发低毒高效的纳米药物提供了重要参考。

研究采用X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、紫外-可见光谱（UV-vis）、场发射扫描电镜（FESEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）和能量色散X射线光谱（EDAX）等表征技术，结合抗菌实验和MTT法（一种检测细胞存活率的实验方法）抗癌评估，系统分析了纳米颗粒的性能。

X射线衍射分析
XRD图谱显示所有衍射峰均对应六方纤锌矿结构（空间群P6₃mc），晶胞参数a=b=3.26 ?，c=5.21 ?，平均晶粒尺寸27.98 nm。尖锐的衍射峰表明产物结晶度高，这与其增强的生物活性密切相关。

光学与表面特性
UV-vis光谱测得禁带宽度为3.25 eV，较体相ZnO（3.37 eV）略有减小，归因于量子限域效应。FTIR在427 cm^?1处检测到Zn-O键特征峰，证实了金属氧化物骨架的形成。

形貌与元素组成
FESEM显示纳米片状形貌，EDAX证实样品仅含Zn、O元素，纯度达99%。HRTEM观察到清晰的晶格条纹（间距0.28 nm对应（100）晶面），选区电子衍射（SAED）环与XRD峰位完美匹配，进一步验证晶体结构。

抗菌与抗癌性能
对大肠杆菌（革兰氏阴性）和金黄色葡萄球菌（革兰氏阳性）的抑菌实验显示，ZnO NPs的抑菌圈直径显著大于纯CQS提取物。MTT实验表明，纳米颗粒对Caco-2结肠癌细胞的半数抑制浓度（IC₅₀）远低于纯提取物，其机制是通过产生活性氧（ROS）引发DNA损伤和细胞凋亡。

该研究证实，绿色水热法合成的CQS-ZnO NPs兼具优异的抗菌和抗癌特性。其宽禁带特性增强了紫外光催化活性，纳米片结构提供了更大的反应表面积，而植物提取物中的多酚类物质则进一步提升了生物相容性。这一成果不仅为结肠癌治疗提供了新型候选药物，也为解决抗生素耐药性问题开辟了新途径。值得注意的是，该方法避免了传统化学合成中有毒还原剂的使用，符合可持续发展理念，具有显著的临床转化潜力。未来研究可进一步探索其在其他癌症模型（如乳腺癌、肺癌）中的应用效果，并开展体内毒性评估。