基于洋葱源槲皮素介导生物合成Fe3 O4 纳米颗粒的化学与生物学评估及其抗病毒抗菌协同效应研究

本研究针对传统抗病毒/抗菌药物耐药性问题，通过绿色合成法利用洋葱提取的槲皮素（Quercetin）制备Fe3 O4 纳米颗粒（NPs），系统评估其协同抗流感病毒（H1N1）和抑制金黄色葡萄球菌（S. aureus）、大肠杆菌（E. coli）的效果。结果表明，槲皮素-Fe3 O4 复合物通过抑制神经氨酸酶活性（Neuraminidase Assay）和破坏细菌膜完整性（AO/EB染色），展现出显著优于单一组分的生物活性，为开发低成本纳米抗菌抗病毒制剂提供新策略。

　　

研究背景与意义
在全球公共卫生领域，流感病毒和耐药性细菌的威胁持续加剧。传统抗病毒药物如奥司他韦（Oseltamivir）面临耐药株涌现的挑战，而抗生素滥用导致金黄色葡萄球菌（S. aureus）和大肠杆菌（E. coli）等病原体耐药性快速进化。与此同时，天然活性成分因其低毒性和多靶点作用机制备受关注。槲皮素（Quercetin）作为一种广泛存在于洋葱、苹果等植物中的黄酮类化合物，已被报道具有抗氧化、抗炎及潜在抗病毒特性，但其水溶性差和生物利用度低限制了临床应用。如何通过纳米技术提升其疗效成为关键科学问题。

研究设计与方法
来自伊拉克巴士拉当地市场的新鲜洋葱经乙醇-水（80:20）提取获得槲皮素，通过LC-MS、¹
H/¹³
C NMR和元素分析（CHNS）验证结构纯度。以槲皮素为还原剂和稳定剂，采用水热法合成Fe₃
O₄
NPs，通过FESEM、TEM、DLS和Zeta电位表征其形貌（74.48-101.6 nm球形颗粒）及稳定性（Zeta电位-18.8 mV）。生物活性评估包括：

1. MTT法检测细胞毒性；
2. 神经氨酸酶活性检测（Neuraminidase Assay Kit MAK121）评价抗流感病毒效果；
3. 琼脂扩散法测定对S. aureus和E. coli的抑菌圈；
4. AO/EB双染色结合荧光显微镜观察细菌膜完整性。

主要研究结果

1. 纳米颗粒特性：FTIR证实槲皮素成功修饰Fe₃
   O₄
   NPs表面（1643 cm^-1
   处C=O特征峰），EDs显示Fe/O元素比为68.8%/31.2%。
2. 抗病毒活性：槲皮素-Fe₃
   O₄
   复合物对H1N1的神经氨酸酶抑制率较单一组分提高40%，可能通过阻断病毒与ACE-2受体结合实现。
3. 抗菌效应：复合物对S. aureus的抑菌圈直径达18 mm（高于单独槲皮素的12 mm），AO/EB染色显示红色死菌比例提升3倍，表明协同破坏细胞膜。
4. 安全性：MDCK细胞存活率>85%，证实低细胞毒性。

结论与展望
该研究首次证实洋葱源槲皮素介导合成的Fe₃
O₄
NPs可通过多重机制（抑制病毒酶活、破坏细菌膜）增强生物活性。其绿色合成工艺（24%提取率）和低成本优势（2 kg洋葱提取1 g槲皮素）为纳米抗菌抗病毒制剂开发提供新思路。未来需进一步解析槲皮素-Fe₃
O₄
与ACE-2受体的分子互作机制，并探索其在阿尔茨海默病（AD）等神经退行性疾病中的潜在应用。论文发表于《Results in Materials》，为天然产物纳米化研究树立了技术范式。