永川秀芽碳点的绿色合成及其双重生物活性：抗菌与抗氧化机制研究

（推荐语）本研究通过水热法以永川秀芽为碳源合成碳点（CDs），表征显示其具有4.17 nm平均粒径和0.22 nm晶格间距，对革兰氏阳性菌（S. aureus）和阴性菌（E. coli）的MIC值分别达0.62 mg/mL和0.85 mg/mL。机制研究表明，带正电CDs通过静电作用破坏细菌膜结构，同时其表面官能团（-OH/-COOH）和sp2碳核赋予91.32% DPPH清除率和1320% FRAP活性，在HepG2细胞模型中显著缓解H2O2诱导的氧化损伤。

　　

引言

碳点（CDs）作为直径小于10 nm的零维球形纳米颗粒，凭借sp²/sp³杂化碳核和表面功能基团（如-COOH/-NH₂）的特性，在抗菌和抗氧化领域展现出独特优势。永川秀芽作为重庆永川特产绿茶，富含钾、钙等矿物质，其提取物经水热转化后可能增强生物活性。

实验方法

采用200℃水热法处理永川秀芽水溶液10小时，透析纯化后获得CDs。通过透射电镜（TEM）观测到4.17 nm平均粒径和0.22 nm晶格条纹，XPS分析证实含C（45.56%）、O（38.38%）、N（16.12%），FT-IR显示-OH（3390 cm^-1）和C=O（1620 cm^-1）特征峰。量子产率达18.3%。

抗菌性能

CDs对S. aureus和E. coli的MIC分别为0.85 mg/mL和0.62 mg/mL，显著优于原料茶提取物。时间动力学显示1×MIC浓度可在24小时内完全抑制细菌生长。Zeta电位测试揭示关键机制：带正电CDs（+3 mV）与带负电细菌（E. coli -19.63 mV/S. aureus -26.76 mV）通过静电作用结合，破坏细胞膜完整性。

抗氧化机制

DPPH清除实验显示91.32%自由基中和能力，FRAP值达1320%，归因于表面羟基/羧基的氢供体效应及sp²碳核的电子离域特性。HepG2细胞实验中，CDs预处理使H₂O₂损伤组的存活率从<50%提升至>90%，ROS荧光检测证实其可稳定清除自由基超过72小时。

结论

该研究开创性地利用茶源性CDs实现抗菌-抗氧化双功能协同，其低细胞毒性（HepG2存活率>90%）和长效活性为抗感染治疗及食品保鲜提供了新型纳米材料解决方案。