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针对传统化学合成纳米材料的环境问题，研究人员以肉豆蔻叶提取物绿色合成氧化铁纳米颗粒（IONPs）。经表征确认其结构与稳定性，IONPs 展现显著抗氧化（IC50 40.88μg/mL）、抗菌活性，对大肠杆菌和枯草杆菌有效，180 分钟内亚甲基蓝去除率达 85.59%，壳聚糖修饰后性能提升，为环保纳米材料应用奠定基础。
在科技飞速发展的今天，纳米技术已成为材料科学领域的变革性力量，为众多学科带来创新解决方案。然而，传统化学和物理方法合成纳米材料时，常需使用有毒试剂并处于 harsh 条件，这不仅对环境造成潜在危害，也给生物安全带来隐患，因此开发环境友好型纳米材料成为当务之急。
在各类工程纳米材料中，铁纳米颗粒（FeNPs）因其高表面积、磁性、成本效益及广泛应用前景备受关注，氧化铁纳米颗粒（IONPs）作为其中重要成员，具有生物相容性、超顺磁性和纳米尺寸等优势，在电子、医疗、农业和环境修复等领域潜力巨大。但水环境污染问题日益严峻，工业、农业和生活污水中的重金属与合成染料等污染物，对生态系统和人类健康构成严重威胁，传统废水处理方法难以有效应对，因此亟需开发高效且环保的污染治理纳米材料。
同时，绿色合成纳米材料方法兴起，利用植物提取物中的天然 phytochemicals 作为还原剂和稳定剂，可减少有害物质使用。肉豆蔻（Myristica fragrans）富含酚类、黄酮类等具有抗氧化和抗菌特性的 phytochemicals，是理想的绿色合成原料，然而利用肉豆蔻叶提取物合成氧化铁纳米颗粒的研究尚少，基于此开展相关研究意义重大。
国内研究人员开展了以肉豆蔻叶提取物绿色合成氧化铁纳米颗粒的研究，相关成果发表于《The Microbe》。研究证实该方法合成的 IONPs 具有显著抗氧化、抗菌活性和高效染料去除能力，壳聚糖修饰后性能更优，为环境修复和生物医药等领域提供了可持续的纳米材料解决方案。
研究采用的主要关键技术方法如下：采集印度 Kerala 州 Trivandrum 医学 college 地区的肉豆蔻新鲜叶片，经清洗、干燥、粉碎制备水提取物；将提取物与氯化铁溶液混合反应，通过离心分离、洗涤和干燥获得 IONPs，并制备壳聚糖修饰的 IONPs（C-IONPs）。运用紫外 - 可见光谱、扫描电子显微镜（SEM）、X 射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、动态光散射（DLS）和 zeta 电位等技术表征纳米颗粒；通过 Folin - Ciocalteu 法和铝 chloride 比色法测定酚类和黄酮类含量；采用 DPPH 法评估抗氧化活性；利用纸片扩散法测试抗菌活性；通过批量吸附实验研究染料去除效率，所有实验均做三次重复并进行统计分析。
3.1 合成氧化铁纳米颗粒的表征
研究通过肉豆蔻叶提取物与氯化铁溶液反应合成 IONPs，反应混合液在 1 小时内由浅黄色变为黑色，表明纳米颗粒形成，这源于植物提取物中 phytochemicals 对铁离子的生物还原作用。紫外 - 可见光谱在 292nm 处出现特征吸收峰，证实铁氧化物配体相互作用。SEM 图像显示纳米颗粒呈多分散、聚集状态，具有不规则形态，直径 25 - 45nm。XRD 分析在 24.1° 处出现宽峰，表明其为非晶态结构。FTIR 光谱揭示酚基和羟基参与还原与稳定过程，DLS 显示流体动力学直径约 150 - 250nm，zeta 电位为 - 65.2mV，证实纳米颗粒具有高胶体稳定性。
3.2 总酚和黄酮含量的测定
肉豆蔻叶水提取物在纳米颗粒合成前的总酚含量（TPC）为 22.101 ± 0.016mg GAE/g 提取物，合成后显著降至 6.200 ± 0.044mg GAE/g 提取物，表明酚类化合物参与了还原和稳定过程。总黄酮含量（TFC）在合成前为 10.13 ± 0.021mg QE/g 提取物，合成后略增至 11.79 ± 0.001mg QE/g 提取物，可能因黄酮类在反应中结构变化或溶解度增加导致检测值上升，进一步证明 phytochemicals 在纳米颗粒形成中的作用。
3.3 DPPH 法测定自由基清除活性
DPPH 测定显示，肉豆蔻叶提取物的 IC50 值为 104.04μg/mL，在 250μg/mL 浓度下抑制率为 87.14%；而合成的 IONPs IC50 值为 40.88μg/mL，250μg/mL 时抑制率达 92.49%，虽低于标准抗坏血酸（IC50 21.307μg/mL，抑制率 99.01%），但 IONPs 抗氧化活性显著高于粗提物，归因于表面结合的 phytochemicals 与纳米颗粒大表面积的协同作用，凸显其在抗氧化相关应用中的潜力。
3.4 绿色合成氧化铁纳米颗粒的抗菌活性
纸片扩散法实验表明，合成的 IONPs 对革兰氏阴性菌大肠杆菌（MTCC 1302）和革兰氏阳性菌枯草芽孢杆菌（MTCC 8322）均有显著抗菌活性。IONPs 对大肠杆菌的抑菌圈直径为 12mm，对枯草芽孢杆菌为 9mm，虽略低于阳性对照链霉素硫酸盐（大肠杆菌 15mm，枯草芽孢杆菌 11mm），但阴性对照 DMSO 无抑菌作用，证实 IONPs 具有有效的抑菌或杀菌特性，推测与其小尺寸和高表面能破坏细菌细胞膜、造成 intracellular 损伤有关。
3.5 染料去除的批量吸附实验
批量吸附实验显示，IONPs 和 C - IONPs 对亚甲基蓝染料均有良好去除效果。IONPs 去除率随浓度和时间增加而提高，3mg/L 浓度下 180 分钟时达 80.36 ± 0.003%。壳聚糖修饰的 C - IONPs 性能更优，相同条件下最高去除率达 85.59 ± 0.005%，2mg/L 和 1mg/L 浓度 180 分钟时去除率分别为 71.44 ± 0.024% 和 67.35 ± 0.057%。C - IONPs 在各浓度下 30 分钟内即可去除 50% 以上染料，初始吸附速率快，这得益于壳聚糖提供的额外表面功能和更好的染料 - 纳米颗粒相互作用，证实其在废水处理中的应用价值。
该研究成功以肉豆蔻叶提取物绿色合成非晶态氧化铁纳米颗粒，多种表征手段证实了纳米颗粒的形成、结构特征和高胶体稳定性，植物提取物中的酚基和羟基等官能团在还原和稳定过程中发挥关键作用。
研究结果凸显了合成的 IONPs 的多功能性，其显著的抗氧化活性（IC50 40.88μg/mL）、对革兰氏阴性和阳性细菌的抗菌活性，以及高效的亚甲基蓝染料去除能力（最高 85.59%），表明其在抗氧化剂开发、抗菌材料和废水处理等领域的应用潜力。壳聚糖修饰有效提升了纳米颗粒的分散性和性能，进一步拓展了其应用前景。
该研究为绿色合成纳米材料提供了可行范例，证实了肉豆蔻叶提取物作为天然还原剂和稳定剂的有效性，减少了化学合成对环境的危害。同时，所制备的 IONPs 作为多功能可持续纳米材料，为环境修复，尤其是染料污染废水处理提供了新的高效、环保解决方案，对推动绿色纳米技术发展和实际环境应用具有重要意义。未来可通过先进分析技术深入研究纳米颗粒组成和染料去除机制，为优化其性能、拓展应用领域奠定基础。
