基于藻蓝蛋白的银纳米颗粒绿色合成及其抗真菌活性研究

为解决传统银纳米颗粒(AgNPs)合成方法的环境危害问题，研究人员利用螺旋藻(Arthrospira platensis)藻蓝蛋白开展绿色合成研究，成功制备出30-110 nm的球形AgNPs，对烟曲霉(Aspergillus fumigatus)和尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)抑制率最高达69%，为抗真菌药物开发提供新思路。

　　

随着抗生素耐药性危机加剧，全球迫切需要开发新型抗菌材料。银纳米颗粒(AgNPs)因其广谱抗菌特性备受关注，但传统化学合成法使用有毒还原剂，存在环境污染风险。与此同时，烟曲霉(Aspergillus fumigatus)和尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)等致病真菌对现有药物产生耐药性，威胁人类健康。在此背景下，研究人员将目光投向绿色合成技术——利用生物资源中的活性成分还原金属离子，既能避免化学污染，又能增强纳米颗粒的生物相容性。

为解决这一科学问题，国内研究人员开展了一项创新研究，通过从螺旋藻(Arthrospira platensis)中提取的藻蓝蛋白实现银纳米颗粒的绿色合成，并系统评估其抗真菌效果。该研究成果发表在《South African Journal of Chemical Engineering》上，为环境友好型纳米抗菌剂的开发提供了新范式。

研究采用冻融法提取藻蓝蛋白，与20 mM硝酸银溶液在70°C反应生成AgNPs，通过UV-Vis光谱(检测450 nm表面等离子体共振峰)、FT-IR(分析表面官能团)、DLS(测定粒径分布)、SEM和TEM(观察形貌)进行表征。真菌抑制实验选用伊朗巴斯德研究所提供的标准菌株，通过测量菌落直径计算生长抑制率。

3.1 藻蓝蛋白合成银纳米颗粒
反应液颜色由蓝变红棕，UV-Vis光谱在450 nm出现特征吸收峰，证实AgNPs形成。这与藻蓝蛋白中活性基团还原Ag⁺为Ag⁰的机制相符。

3.2 FTIR分析
3304 cm^-1处的N-H伸缩振动峰和1605 cm^-1的C=O键峰表明蛋白质参与纳米颗粒包覆，639 cm^-1的碳骨架振动提示生物分子稳定了纳米结构。

3.3 DLS分析
动态光散射显示平均粒径125 nm，大于电镜结果(50 nm)，反映颗粒存在聚集现象。

3.4 SEM分析
扫描电镜证实纳米颗粒呈球形且分散良好，平均直径约50 nm，与合成条件优化相关。

3.5 TEM分析
透射电镜进一步验证粒径分布为30-110 nm，形貌均一性良好。

3.6 抗真菌活性
对尖孢镰刀菌的最佳抑制浓度200 ppm(抑制率61%)，烟曲霉300 ppm(抑制率69%)。机制涉及AgNPs释放银离子，与真菌细胞SH基团形成S-Ag键破坏细胞结构。

该研究成功建立了一种高效环保的AgNPs合成策略，藻蓝蛋白兼具还原剂和稳定剂双重功能。所得纳米颗粒对两种重要病原真菌表现出显著抑制作用，其效果与浓度呈正相关。从应用角度看，该方法避免了传统合成中有毒试剂的使用，符合绿色化学原则；从机制上看，揭示了生物分子介导的纳米颗粒形成过程及其抗菌作用途径。特别值得注意的是，研究选用微藻作为生物基质，相比植物提取具有培养周期短、不占用耕地等优势，为规模化生产奠定基础。这些发现不仅为抗真菌药物研发提供新候选物，也为农业病害防治、医疗器械涂层等领域的应用开辟了道路。未来研究可进一步优化合成参数，探索纳米颗粒与其他抗菌剂的协同效应，并开展体内安全性和长效性评估。