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基于浒苔甲醇提取物生物合成银纳米颗粒的GC/MS分析及其抗菌、抗氧化与抗糖尿病活性研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月19日 来源:Next Materials CS1.9
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为解决传统纳米颗粒制备方法高成本、高污染等问题,研究人员采用浒苔(Ulva lactuca)甲醇提取物绿色合成银纳米颗粒(AgNPs),通过GC/MS、SEM、XRD等技术表征发现其具有单分散特性(60-130 nm),并证实其对革兰氏阳性/阴性菌具有显著抗菌活性,同时展现DPPH自由基清除(55.2%)和α-葡萄糖苷酶抑制(IC50 34.36 μg/mL)等抗氧化与抗糖尿病潜力,为开发环保型多功能纳米药物提供新策略。
在纳米技术迅猛发展的今天,传统纳米颗粒制备方法面临高能耗、有毒试剂污染等瓶颈问题。尤其医疗领域应用的银纳米颗粒(AgNPs),其化学合成常伴随生物毒性风险。与此同时,海洋藻类作为天然活性物质的宝库,其生物相容性和可持续性备受关注。如何将两者优势结合,开发兼具环保特性和多重生物活性的纳米材料,成为研究者们亟待破解的课题。
位于印度泰米尔纳德邦曼达帕姆的RK Algae Project Centre研究人员独辟蹊径,选择常见绿藻浒苔(Ulva lactuca)作为生物模板,通过甲醇提取物绿色合成银纳米颗粒,并系统评估其生物活性。这项发表于《Next Materials》的研究,不仅为纳米药物开发提供了新思路,更展现了海洋生物资源在功能材料领域的巨大潜力。
研究团队采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、动态光散射(DLS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等技术进行纳米颗粒表征,通过琼脂扩散法和α-葡萄糖苷酶抑制实验分别评估抗菌和抗糖尿病活性,并采用DPPH、超氧阴离子等自由基清除实验检测抗氧化能力。
3.1 植物化学分析
浒苔甲醇提取物富含碳水化合物、蛋白质、黄酮类等活性成分,其制备的AgNPs在395 nm处出现特征吸收峰,Zeta电位-24.9 mV表明稳定性良好。DLS显示颗粒呈单分散分布(60-130 nm),多分散指数仅0.446,显著优于水提物(1.427)。
3.2 表征分析
SEM观察到75-130 nm的球形颗粒,EDAX证实银元素特征峰(3 keV)。FT-IR揭示3329.57 cm-1处羟基振动峰,提示酚类物质参与还原过程。XRD衍射峰(16.3°-77.0°)证实面心立方晶体结构。GC-MS检测到新植二烯(Neophytadiene)等12种活性化合物。
3.3 抗菌活性
80 μg/μL浓度下对金黄色葡萄球菌(S. aureus)和大肠杆菌(E. coli)的抑菌圈直径分别达14.3±0.6 mm和13.7±0.9 mm,与抗生素效果相当,但对白色念珠菌(C. albicans)无抑制效应。
4. 抗氧化活性
AgNPs展现出剂量依赖性自由基清除能力:150 μg/mL时DPPH清除率55.2%,超氧阴离子清除率71.4%,羟基自由基清除率73.1%,仅过氧化氢清除率(64.4%)显著低于维生素C对照组(p<0.05)。
4.1 抗糖尿病效应
通过抑制α-葡萄糖苷酶活性(IC50 34.36 μg/mL),延缓碳水化合物分解,效果接近临床用药阿卡波糖(IC50 26.80 μg/mL)。
这项研究创新性地将海洋藻类资源与纳米技术相结合,开发的AgNPs兼具环境友好性和多重生物活性。特别是新植二烯等活性成分的发现,为理解其作用机制提供了分子基础。研究不仅拓展了浒苔的高值化利用途径,更为糖尿病、耐药菌感染等疾病的治疗提供了新型候选材料。未来通过体内实验验证其生物安全性后,这类"绿色纳米药物"有望实现临床转化,推动海洋生物医药产业发展。
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