基于Secamone emetica叶提取物可持续制备氧化锌纳米颗粒及其在生物与环境领域的创新应用

本研究针对传统纳米材料合成方法高能耗、污染重的问题，采用Secamone emetica叶提取物绿色合成氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)，通过UV、FTIR、XRD、SEM-EDX表征证实其55.38 nm球形结构。该材料对革兰氏阴性菌(如Pseudomonas aeruginosa)抑制率达18.13 mm，对白纹伊蚊(Aedes aegypti)幼虫48小时致死率93.33%，并能在210分钟内降解69.76%亚甲蓝染料，为环境治理和病媒防控提供新型解决方案。

　　

在环境污染和耐药性病原体日益威胁人类健康的背景下，传统纳米材料合成方法面临高能耗、有毒试剂残留等瓶颈。同时，有机染料污染和蚊媒疾病传播持续挑战公共卫生体系。印度东部山脉生长的药用植物Secamone emetica因其止血、抗腹泻等传统用途引起研究者关注，其叶片富含的生物活性成分可能为纳米材料绿色合成提供新思路。

来自中国的研究团队在《Journal of Natural Pesticide Research》发表创新成果，利用Secamone emetica叶提取物成功制备氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)，系统评估其在抗菌、抗氧化、灭蚊及染料降解方面的多重功效。研究通过紫外可见光谱(UV-Vis)观察到354 nm特征吸收峰，X射线衍射(XRD)证实其六方纤锌矿结构，扫描电镜(SEM)显示55.38 nm的球形形貌。这些纳米颗粒对革兰氏阴性菌Pseudomonas aeruginosa的抑制效果优于革兰氏阳性菌，DPPH和ABTS自由基清除率分别达48.3%和72.65%，对致倦库蚊(Culex quinquefasciatus)幼虫实现100%致死率，并在阳光下3.5小时内降解近70%亚甲蓝染料。

关键技术方法包括：1) 植物提取物介导的ZnO NPs生物合成；2) 紫外-可见光谱(UV-Vis)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征；3) X射线衍射(XRD)晶体结构分析；4) 扫描电镜-能谱联用(SEM-EDX)形貌观测；5) 琼脂扩散法抗菌实验；6) DPPH/ABTS自由基清除评估；7) WHO标准蚊幼虫生物测定；8) 太阳光催化降解实验。

【视觉观察与表征】反应溶液由棕黄变为淡黄预示纳米颗粒形成，UV光谱354 nm峰与2.98 eV带隙证实ZnO NPs生成。FTIR显示叶片提取物中的醇羟基(3261.63 cm^-1
)和酰胺(1635.64 cm^-1
)参与稳定纳米颗粒，XRD图谱10个衍射峰与标准卡片(JCPDS 89-1397)匹配，平均晶粒尺寸50.19 nm。SEM图像呈现球形团聚形态，EDX证实锌(78.36%)和氧(21.64%)的纯净组成。

【生物应用】抗菌测试显示ZnO NPs对P. aeruginosa抑制圈达18.13 mm(60 μg/mL)，机制涉及纳米颗粒穿透革兰氏阴性菌薄肽聚糖层产生活性氧(ROS)。抗氧化实验中，IC₅₀
值分别为DPPH 261.58 μg/mL和ABTS 162.8 μg/mL，归因于酚羟基的氢原子转移能力。

【灭蚊效能】50 mg/L浓度下，ZnO NPs对致倦库蚊4龄幼虫24小时致死率85.33%(LC₅₀
16.637 μg/mL)，显著高于白纹伊蚊(76%)，可能因纳米颗粒破坏幼虫中肠细胞DNA磷硫键。

【光催化机制】ZnO NPs在阳光下产生电子-空穴对(e^-
/h⁺
)，进而形成超氧自由基(O₂
^•
)和羟基自由基(OH^•
)，通过氧化作用将亚甲蓝分解为无害小分子，210分钟降解率达69.76%。

该研究创新性地将传统药用植物与现代纳米技术结合，开发的ZnO NPs兼具生物相容性和环境修复功能。其低浓度高效抗菌特性为替代抗生素提供可能，优异的灭蚊效果可应用于登革热等虫媒病防控，而阳光驱动的染料降解技术则契合可持续发展需求。未来需进一步探索纳米颗粒在哺乳动物模型中的安全性，以及大规模生产的经济可行性。这项工作为"绿色纳米技术"在公共卫生和生态保护中的应用树立了新范式。