七齿配体构筑的Zn(II)四核立方晶体与双核溶液态复合物:合成、结构、阴离子传感及DFT研究

【字体: 时间:2025年07月19日 来源:Inorganic Chemistry Communications 4.4

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  为解决多药耐药菌和癌症这两大全球健康威胁,研究人员采用抗坏血酸绿色合成法成功制备了Se/ZnO及Se/ZnO/甘氨酸甜菜碱(Se/Zn/GB)纳米复合材料。通过TEM、XRD、DLS等技术表征证实其39.4-51.3 nm的球形结构,抗菌实验显示Se/Zn/GB对五种病原体的抑菌圈达22-32 mm,抗氧化活性IC50低至2.46 μg/mL,抗癌实验表明其对Caco-2细胞的IC50为170.16 μg/mL。该研究为开发兼具生物相容性与多重疗效的纳米药物提供了新思路。

  

在抗生素耐药性危机与癌症治疗困境的双重压力下,全球每年因多药耐药菌感染死亡人数已超百万,而癌症更是以每年1900万新增病例的规模肆虐。传统化疗药物存在靶向性差、毒性大等缺陷,纳米技术的出现为这一困局带来了转机——但化学合成纳米颗粒的高成本与环境毒性又成为新的掣肘。沙特阿拉伯Jouf University的研究团队独辟蹊径,利用抗坏血酸这一天然还原剂,成功构建了兼具抗菌、抗氧化和抗癌功能的硒掺杂氧化锌纳米复合材料,相关成果发表于《Inorganic Chemistry Communications》。

研究采用透射电镜(TEM)确认纳米颗粒形貌,X射线衍射(XRD)分析晶体结构,动态光散射(DLS)测定粒径分布,并结合EDX能谱和FTIR红外光谱验证元素组成与表面修饰。通过抑菌圈实验评估抗菌活性,DPPH自由基清除实验检测抗氧化能力,MTT法测定对结肠癌细胞(Caco-2)的细胞毒性。

材料与方法
以抗坏血酸为绿色还原剂,通过共沉淀法合成Se/ZnO NPs,并进一步与甘氨酸甜菜碱(GB)复合获得Se/Zn/GB NPs。Williamson-Hall方程计算显示Se/ZnO NPs平均晶粒尺寸为21.73 nm,Scherrer公式测得实际粒径19.05 nm。

结构表征
TEM显示纳米颗粒呈球形-半球形,DLS证实Se/Zn/GB NPs水合粒径(51.3 nm)大于Se/ZnO NPs(39.4 nm)。FTIR谱图中1045 cm-1处的特征峰证实GB成功修饰。

生物活性
抗菌实验显示Se/Zn/GB对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抑菌圈达22±0.03 mm,显著优于单纯Se/ZnO NPs。抗氧化测试中Se/Zn/GB的IC50(2.46±0.79 μg/mL)接近标准抗坏血酸(190.68±2.32 μg/mL)的77倍效能。抗癌实验揭示Se/ZnO NPs对Caco-2细胞的IC50为170.16±2.32 μg/mL。

该研究首次实现抗坏血酸介导的Se/ZnO-GB双功能纳米复合材料绿色合成,其创新性体现在:①通过硒掺杂与GB修饰协同增强ZnO生物活性;②粒径控制精确(20-25 nm)利于细胞摄取;③抗癌/抗菌/抗氧化三效合一。Samy Selim团队指出,这种"绿色纳米鸡尾酒疗法"为应对多药耐药菌感染和癌症联合治疗提供了全新策略,下一步将开展体内毒理学研究以推动临床转化。

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