基于金钱树叶提取物的绿色合成银纳米颗粒:表征及其抗菌、抗氧化与抗肿瘤活性研究

【字体: 时间:2025年06月13日 来源:The Microbe CS0.7

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  本研究首次利用金钱树(Pachira glabra)叶提取物绿色合成银纳米颗粒(AgNPs),通过UV-Vis、FTIR、DLS、FE-SEM等技术表征证实其立方/球形形态(155.6 nm)及良好稳定性(zeta电位-26.6 mV)。该AgNPs对大肠杆菌(E. coli)抑菌圈达6.5±1.5 mm,DPPH自由基清除率82.99%,并显示剂量依赖性抗结肠癌细胞(HCT-116)活性,为开发新型植物源纳米药物提供了环保解决方案。

  

在纳米生物技术快速发展的今天,传统化学法合成纳米颗粒存在的毒性大、环境污染等问题日益凸显。与此同时,多重耐药菌的蔓延和癌症发病率的攀升,促使科学家不断寻找更安全高效的抗菌和抗肿瘤新材料。植物提取物因其丰富的还原性成分和生物相容性,成为绿色合成纳米颗粒的理想选择。然而,作为具有重要药用价值的观赏植物,金钱树(Pachira glabra)在纳米技术领域的应用此前尚未被探索。

针对这一研究空白,国内研究人员首次利用金钱树叶甲醇提取物成功合成了银纳米颗粒(AgNPs),并系统评估了其生物医学应用潜力。研究团队通过多学科技术手段证实,这种植物介导的绿色合成方法不仅能避免有毒试剂的使用,所获AgNPs还展现出优异的抗菌、抗氧化及抗肿瘤三重功效。

研究采用紫外-可见分光光度法(UV-Vis)监测到424 nm特征吸收峰,证实表面等离子共振效应(SPR)。傅里叶变换红外光谱(FTIR)在504-3351 cm-1
范围内检测到羟基、羰基等关键官能团,揭示植物多酚参与还原过程。动态光散射(DLS)显示纳米颗粒流体力学直径为231.5 nm,而场发射扫描电镜(FE-SEM)观察到实际粒径为155.6 nm的立方/球形结构,X射线衍射(XRD)进一步确认其面心立方晶型。

抗菌实验显示,60 μL AgNPs对革兰阴性菌大肠杆菌(E. coli)的抑制效果(6.5±1.5 mm)显著强于革兰阳性菌金黄色葡萄球菌(S. aureus),且优于原始植物提取物。DPPH自由基清除实验证实AgNPs抗氧化活性达82.99%,接近标准抗坏血酸水平(96.68%)。在抗肿瘤方面,虽然未达到半数抑制浓度(IC50
),但AgNPs在1280 μg/mL时对结肠癌细胞(HCT-116)的抑制率(39.22%)已显著超过原始提取物。

3.1 表征分析
通过颜色变化(淡绿→棕)和UV-Vis特征峰(424 nm)确认AgNPs形成。FTIR检测到金属-配体振动峰(504 cm-1
),证实植物成分参与稳定纳米颗粒。Zeta电位-26.6 mV表明胶体稳定性适中,而EDS谱中3 keV银特征峰验证元素组成。

3.2 抗菌活性
采用琼脂扩散法显示浓度依赖性抑菌效果,对E. coli的抑制效果比S. aureus强2.6倍,可能与革兰阴性菌外膜结构更易受纳米颗粒破坏有关。

3.3 抗氧化能力
DPPH实验显示AgNPs的IC50
值(523.52 μg/mL)优于植物提取物,归因于纳米颗粒与植物多酚的协同作用。

3.4 细胞毒性
MTT法证实AgNPs比原始提取物具有更强的抗增殖效果,虽未达标准药物阿霉素水平(IC50
22.83 μM),但为植物-纳米复合疗法开发提供新思路。

该研究创新性地将传统药用植物与现代纳米技术结合,不仅拓展了金钱树的开发利用价值,更为绿色纳米药物的设计提供了重要参考。特别是AgNPs展现的广谱生物活性,使其在伤口敷料、食品保鲜和靶向抗癌等领域具有广阔应用前景。未来研究可进一步优化合成参数,探索其作用分子机制,并评估体内安全性和药效学特征。这种环保、低成本的纳米制备策略,为可持续发展理念下的生物材料开发树立了典范。

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