绿色化学合成银纳米颗粒/壳聚糖-羟丙基甲基纤维素复合膜对可可病原菌Moniliophthora roreri的抗菌机制研究

本研究创新性地通过绿色化学方法，利用四种植物提取物（芦荟、桉树、银合欢和印楝）生物合成银纳米颗粒（AgNPs），并开发了壳聚糖（Chi）/羟丙基甲基纤维素（HPMC）复合膜。研究发现银合欢来源的AgNPs在1000 ppm浓度下对可可病原菌M. roreri具有最强抗菌活性，其机制可能与表面附着的蒽醌类物质相关。尽管复合膜的抗菌效果未超越纯Chi膜，但为可持续农业病害防控提供了新思路。

　　

亮点分析

材料特性

硝酸银（AgNO₃，Panreac AppliChem）用于合成银纳米颗粒（AgNPs），乙醇（Merck Millipore）用于洗涤。壳聚糖（Chi，Parafarm，分子量531 kDa，脱乙酰度>90%）和羟丙基甲基纤维素（HPMC，Alfa Aesar，分子量13-20 kDa）作为复合膜基质。

生物合成AgNPs的表征

动态光散射（DLS）显示AgNPs呈三峰粒径分布：9-30 nm（成核阶段）、90-165 nm（分散颗粒）和5.5 μm（聚集相），印证了绿色合成的典型三阶段过程（图1A）。衰减全反射红外光谱（ATR/FTIR）揭示银合欢（M）来源的AgNPs表面可能存在蒽醌类物质，这与其卓越的抗菌性能相关。X射线衍射（XRD）证实了面心立方晶体结构，而热重分析（TGA/DTGA）显示植物提取物中的碳水化合物和多酚对AgNPs的稳定作用。

抗菌效能

银合欢（M）来源的AgNPs在1000 ppm时对M. roreri抑制率最高，且呈现剂量依赖性。有趣的是，Chi/HPMC复合膜中，桉树（E）和印楝（N）来源的AgNPs通过氢键与Chi链相互作用，意外发挥了增塑剂效果——这为调控薄膜机械性能提供了新视角。

核心结论

1. 1.

   首次证实生物合成AgNPs对可可病原菌M. roreri的抗菌活性

2. 2.

   银合欢AgNPs的优异性能可能源于表面蒽醌类物质

3. 3.

   尽管复合膜抗菌性未超越纯Chi膜，但为环境友好型病害防控开辟了新途径