综述:植物提取物介导的环保型纳米颗粒光合合成:机制见解、最新进展与多面应用

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Nano TransMed CS4.9

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  这篇综述系统探讨了植物提取物介导纳米颗粒(NPs)的绿色合成机制,重点解析了黄酮类(flavonoids)、酚类(phenolics)等植物活性成分在金属离子还原和稳定化中的作用,并阐述了其在抗癌(AuNPs)、环境修复(Fe3 O4 -NPs)和农业增产(nanofertilizers)等领域的突破性应用,为可持续纳米技术发展提供了前瞻视角。

  

植物提取物介导的纳米颗粒绿色合成机制
植物提取物中的生物活性成分如黄酮类、酚酸和生物碱,通过其还原性和稳定化能力,在纳米颗粒合成中扮演双重角色。以金纳米颗粒(AuNPs)为例,其合成涉及植物多酚的电子转移过程,其中羟基和邻苯二酚基团通过氧化还原反应将Au3+
还原为Au0
原子。这种生物分子介导的合成路径不仅避免了传统化学法使用的有毒还原剂如硼氢化钠(NaBH4
),还赋予纳米颗粒独特的生物相容性。

金属与金属氧化物的结构特性
银纳米颗粒(AgNPs)通过植物提取物合成时,其粒径分布(5-50 nm)和形貌受提取物中鞣质含量显著影响。而氧化铁纳米颗粒(Fe3
O4
-NPs)则展现出超顺磁性,适用于磁共振成像(MRI)增强。比较研究发现,Azadirachta indica
提取物合成的AgNPs对Escherichia coli
的抑菌圈达20 mm,显著优于化学法合成产物。

抗癌与抗氧化分子机制
植物源纳米颗粒通过线粒体途径诱导癌细胞凋亡,其机制涉及活性氧(ROS)爆发和PI3K/Akt信号通路抑制。姜黄素介导的AuNPs可提升癌细胞对阿霉素的摄取效率,同时降低系统毒性。在抗氧化方面,Viola betonicifolia
合成的MnO2
NPs通过激活Nrf2通路增强超氧化物歧化酶(SOD)活性,有效清除自由基。

环境与农业创新应用
植物合成的Fe3
O4
-NPs对重金属吸附率超过90%,而纳米肥料使作物增产达30%。Moringa oleifera
提取物制备的CuNPs在15-40 nm范围内展现出优异的催化降解有机污染物能力。

规模化挑战与未来方向
当前面临提取物批次差异导致的NPs重现性问题,微波辅助合成和生物反应器技术可提升产率至85-92%。需要建立标准化毒性评估体系,以推动其在药物递送(theranostics)和精准农业等领域的商业化进程。

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