超声辅助天竺葵叶提取物绿色合成金纳米颗粒：抗菌活性及微流控机制效应研究

研究人员针对细菌耐药性问题，采用超声辅助天竺葵叶提取物绿色合成金纳米颗粒（Au NPs），通过UV-Vis、XRD、DLS、TEM等技术表征其立方结构（平均粒径41.5 nm，zeta电位+19.4 mV），并对比传统与微流控法评估抗菌效果。结果显示Au NPs对E. coli的MIC低至1.56 μg/mL，微流控系统下膜破坏更显著，SEM证实其强效抗菌机制，为绿色纳米抗生素开发提供新策略。

　　

细菌耐药性已成为全球公共卫生的重大威胁，传统抗生素的效力正被不断削弱。与此同时，化学合成纳米材料的复杂工艺和潜在毒性也制约着纳米医学的发展。如何通过绿色、高效的方法制备兼具生物相容性与抗菌活性的纳米材料，成为研究者亟需解决的难题。

在这一背景下，伊朗Shahid Beheshti大学（Shahid Beheshti University, Tehran）药用植物与药物研究所的Zinab Moradi Alvand团队创新性地将植物提取物与超声技术结合，利用天竺葵（Pelargonium graveolens）叶片中的活性成分作为天然还原剂和稳定剂，成功制备出金纳米颗粒（Au NPs）。这项发表于《Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine》的研究，不仅实现了纳米材料的环保合成，更通过微流控技术揭示了其独特的抗菌机制。

研究采用超声辅助提取、紫外-可见光谱（UV-Vis）、X射线衍射（XRD）、动态光散射（DLS）和透射电镜（TEM）等技术表征纳米颗粒特性，并通过传统培养法与微流控芯片对比评估其对革兰氏阳性菌（B. subtilis、S. aureus）和革兰氏阴性菌（E. coli、P. aeruginosa）的抗菌效果。核酸/蛋白泄漏实验和扫描电镜（SEM）成像进一步解析了抗菌机理。

材料与仪器

研究使用超声浴辅助合成，通过UV-Vis在525 nm处特征峰验证Au NPs形成，XRD确认立方晶体结构，DLS测得平均粒径41.5 nm，TEM显示均匀分散性。

UV-Vis吸收光谱分析

525 nm处的表面等离子共振峰证实纳米颗粒成功合成，且C-AuNPs在529 nm处出现次级峰，表明植物提取物中多酚类物质有效还原金离子。

结论

该研究开创性地将微流控技术与绿色合成相结合，证明超声辅助制备的Au NPs对E. coli最低抑菌浓度（MIC）达1.56 μg/mL，较传统方法提高4倍。微流控系统中观察到的更显著膜破坏（核酸泄漏量增加37%）和SEM显示的细胞壁塌陷，揭示了纳米颗粒通过物理穿刺与氧化应激的双重抗菌机制。

这项工作的意义在于：首先，建立了天竺葵活性成分（如香叶醛、芳樟醇）与纳米颗粒抗菌效能的构效关系；其次，微流控技术的引入为纳米抗生素机制研究提供了高通量平台；最后，全流程绿色工艺符合可持续发展需求，为抗耐药菌感染提供了新型解决方案。研究团队特别指出，这种植物源Au NPs在创面敷料、导管涂层等医疗器械领域具有明确的应用前景。