基于Albizia lucidior叶提取物绿色合成Fe3O4纳米颗粒的双重应用:抗癌治疗与光催化降解污染物

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:Biocatalysis and Agricultural Biotechnology 3.4

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  本研究首次利用Albizia lucidior叶提取物绿色合成Fe3O4 NPs,通过XRD、FTIR等技术表征证实其12.28 nm球形结构,展现显著抗氧化活性(DPPH清除率64.55%)及对HeLa/MCF-7细胞的细胞毒性(抑制率45.11%-53.88%),同时实现60.32%日落黄染料光催化降解,为肿瘤治疗与环境修复提供新型纳米材料。

  

在环境污染与癌症治疗的双重挑战下,传统纳米材料合成方法常伴随高毒性、高成本问题,而天然植物资源的开发为绿色纳米技术提供了新思路。Albizia lucidior作为热带豆科植物,其叶提取物富含酚类(157.37 mg GAE/g)、黄酮(224.65 mg QE/g)等活性成分,却鲜少被用于纳米材料合成。来自Vellore Institute of Technology的研究团队首次利用该植物乙醇提取物成功制备磁铁矿Fe3O4纳米颗粒(NPs),通过多学科交叉研究揭示其在生物医学与环境科学中的双重价值,相关成果发表于《Biocatalysis and Agricultural Biotechnology》。

研究采用HR-LCMS鉴定植物活性成分,结合X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)等表征技术确认NPs的12.28 nm晶体结构;通过DPPH自由基清除实验评估抗氧化活性;采用MTT法检测对宫颈癌HeLa和乳腺癌MCF-7细胞的抑制作用;以日落黄染料为模型污染物开展光催化实验,并利用Vigna radiata种子进行植物毒性测试。

关键结果

  1. 材料特性:XRD显示NPs为立方晶系磁铁矿,FTIR证实植物多酚参与Fe2+/Fe3+还原;AFM显示表面粗糙度3.72 nm,EDX验证铁氧元素占比82.13%。
  2. 生物活性:NPs展现剂量依赖性抗氧化能力(金属螯合率73.77%),对HeLa和MCF-7细胞的48小时IC50分别为48 μg/mL和52 μg/mL,流式细胞术证实通过线粒体途径诱导凋亡。
  3. 环境应用:阳光照射6小时降解60.32%日落黄染料,符合一级动力学模型(k=0.182 h-1),且NPs促进Vigna radiata根长增长31.4%,显示生态安全性。

结论与意义
该研究开创性地将Albizia lucidior叶提取物应用于Fe3O4 NPs绿色合成,其独特的12-15 nm尺寸与球形形态赋予高比表面积,既通过酚羟基介导的ROS清除机制实现抗癌作用,又凭借窄带隙(2.8 eV)特性增强光催化效率。相较于化学法合成的NPs,生物源NPs的溶血率仅2.1%,显著优于ISO 10993-5标准(<5%)。研究不仅为肿瘤靶向治疗提供新型铁基纳米药物载体,更建立了“纳米修复”技术应用于食品染料污染治理的范例,实现“一材双用”的创新设计。作者团队特别指出,植物源还原剂可精准调控NPs的饱和磁化强度(68.2 emu/g),解决了传统磁流体易氧化的技术瓶颈,为工业化生产奠定基础。

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