基于Ceropegia debilis植物提取物与生物合成氧化锌纳米颗粒的工业废水修复、生物活性及分子对接预测研究

本研究针对工业染料污染和耐药微生物问题，采用绿色合成法以Ceropegia debilis提取物制备ZnO NPs，通过UV、XRD、SEM等技术表征其形貌（24.8 nm，3.1 eV带隙），证实其对S. aureus的强抗菌性（-4.18 kcal/mol分子对接评分）、A549细胞抗癌活性（IC50 33.24 μg/mL）及MB染料94.7%光降解效率，为环境修复和抗感染治疗提供多功能解决方案。

　　

合成染料滥用与耐药菌肆虐正成为环境与健康的双重威胁。工业废水中的甲基蓝（MB）等染料难以降解，而抗生素的过度使用催生了金黄色葡萄球菌（S. aureus）等"超级细菌"。传统治理方法成本高且易产生二次污染，癌症治疗则面临化疗耐药难题。在此背景下，Vel Tech Rangarajan Dr. Sagunthala R&D理工学院的研究人员独辟蹊径，从印度Avadi地区采集Ceropegia debilis植物叶片，开发出兼具环境修复与生物医疗潜力的绿色纳米方案。

研究团队采用植物提取物还原法制备氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs），通过紫外可见光谱（UV-Vis）测定其最大吸收峰353 nm，Tauc曲线计算3.1 eV带隙；X射线衍射（XRD）显示24.8 nm的平均晶粒尺寸；扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）证实其球形形貌；Zeta电位-19.8 mV表明胶体稳定性。

材料与方法
关键技术包括：1）植物介导的ZnO NPs绿色合成；2）UV-Vis与XRD表征；3）抗菌实验采用临床分离菌株（S. aureus、E. coli等）；4）MTT法检测A549/MCF-7细胞毒性；5）DPPH自由基清除实验；6）分子对接模拟（靶向S. aureus二氢蝶酸合酶）；7）太阳光驱动MB光催化降解。

研究结果
UV-visible分析
ZnO NPs在353 nm处出现特征吸收峰，颜色变化证实纳米颗粒形成。

抗菌与抗癌活性
对S. aureus抑菌圈直径达18.6 mm，分子对接显示ZnO NPs与二氢蝶酸合酶结合能-4.18 kcal/mol。对肺癌细胞A549的IC₅₀
为33.24 μg/mL，优于乳腺癌细胞MCF-7。

光催化性能
105分钟内降解94.7% MB染料，符合一级动力学模型，速率常数0.025 min^-1
。

抗氧化效应
DPPH自由基清除率达63.28%，证实其缓解氧化应激潜力。

结论与意义
该研究创新性地将Ceropegia debilis提取物转化为多功能ZnO NPs，其3.1 eV宽带隙特性实现高效光催化，而纳米尺度效应（24.8 nm）增强生物膜穿透力。分子机制上，通过抑制二氢蝶酸合酶阻断叶酸合成通路，这为克服耐药性提供新靶点。环境方面，太阳光驱动的染料降解技术可降低污水处理能耗；医疗领域，33.24 μg/mL的低半数抑制浓度（IC₅₀
）显示其作为抗癌佐剂的潜力。论文发表于《Journal of Molecular Structure》，为"纳米-生物"协同解决环境健康难题树立了典范。