洋葱皮介导绿色合成TiO2-ZnO双金属纳米颗粒：抗菌、抗生物膜与抗癌三重功效研究

为解决抗生素耐药性和癌症治疗难题，研究人员创新性地利用洋葱皮提取物绿色合成TiO2-ZnO双金属纳米颗粒（BNPs）。该研究通过UV-Vis、TEM等技术证实其单分散性（80-150 nm），并发现其对多重耐药菌（如E. coli MIC 250 μg/mL）和乳腺癌细胞（MCF-7 IC50 5.97 μg/mL）具有显著抑制作用，同时通过激活caspase-8和抑制VEGFR-2通路实现抗癌。这项研究为开发低成本、可持续的多功能纳米疗法提供了新思路。

　　

当全球面临抗生素耐药性危机和癌症治疗副作用双重挑战时，科学家们开始将目光投向厨房垃圾桶里的“黄金”——洋葱皮。每年仅欧盟就丢弃超过5万吨洋葱皮废弃物，这些富含黄酮类和多酚的农业废料，竟成为破解医学难题的钥匙。 开罗爱资哈尔大学理学院植物与微生物学系的研究团队独辟蹊径，首次用洋葱皮提取物成功合成了兼具抗菌和抗癌功能的TiO₂-ZnO双金属纳米颗粒（BNPs），相关成果发表在《Electronic Journal of Biotechnology》上。

研究人员采用紫外可见光谱（UV-Vis）、动态光散射（DLS）和透射电镜（TEM）表征纳米颗粒，通过微量肉汤稀释法测定最小抑菌浓度（MIC），并利用MTT法评估对MCF-7和HepG2细胞的毒性。此外，采用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测caspase-8活性，通过激酶活性抑制实验分析VEGFR-2表达。

形貌与结构特征

TEM显示BNPs呈现罕见的五边形结构（80-170 nm），XRD证实其同时具有TiO₂锐钛矿相和ZnO纤锌矿相晶体结构。FTIR谱图中533 cm^-1和476 cm^-1处的特征峰分别对应Zn-O和Ti-O键振动，而2163 cm^-1处的炔烃伸缩振动提示洋葱皮多酚参与了纳米颗粒的还原与稳定。

广谱抗菌性能

BNPs对5种病原体表现出梯度抑制：对E. coli效果最佳（MIC 250 μg/mL），其次是B. subtilis和P. aeruginosa（500 μg/mL），而对S. aureus需更高浓度（1000 μg/mL）。值得注意的是，其对MRSA生物膜的抑制率在125 μg/mL时达63.1%，这归因于纳米颗粒破坏细菌细胞壁的机械作用与活性氧（ROS）化学攻击的协同效应。

抗癌机制解析

在MCF-7乳腺癌细胞中，BNPs的IC₅₀（5.97 μg/mL）甚至优于紫杉醇（8.96 μg/mL）。机制研究表明，其通过双重途径发挥作用：一方面激活凋亡起始因子caspase-8（2.044 ng/mL，较对照组升高6倍），触发细胞程序性死亡；另一方面显著抑制血管生成关键靶点VEGFR-2（IC₅₀ 0.241 μg/mL），阻断肿瘤血供。

这项研究开创性地将农业废弃物转化为“纳米武器”，其意义不仅在于开发出比传统抗生素和化疗药物更安全的替代方案，更展示了绿色化学在解决全球健康危机中的巨大潜力。特别值得注意的是，洋葱皮中的槲皮素等成分可能增强了纳米颗粒的靶向性，这为后续设计“农业废料-纳米药物”转化体系提供了范式。正如研究者Ebrahim Saied团队强调的，这种“一石三鸟”（抗菌、抗生物膜、抗癌）的纳米平台，或将重新定义可持续医学的发展方向。