基于分子对接研究的海藻酸盐-卡拉胶@银纳米复合水凝胶的抗菌与抗氧化活性探索及其应用潜力

本研究针对未改性海藻酸盐/卡拉胶(SA/KC)水凝胶抗菌抗氧化性能不足的问题，通过将银纳米颗粒(AgNPs)嵌入抗坏血酸交联的SA/KC基质，成功开发出兼具优异抗菌活性（对革兰氏阳性/阴性菌及真菌）、抗氧化能力（DPPH/ABTS法IC50达21.77-33.3 μg/mL）和细胞相容性（IC50=599.9±3.47 μg/mL）的多功能水凝胶，为生物医用材料和活性包装领域提供创新解决方案。

　　

海藻酸盐(Alginates)和κ-卡拉胶(kappa-carrageenan, KC)作为天然阴离子生物聚合物，因其抗凝血、免疫调节和抗病毒特性被广泛应用于食品、制药和化妆品领域。然而未经改性的海藻酸钠/KC(SA/KC)水凝胶往往缺乏足够的抗菌和抗氧化效能，这限制了其在先进生物医学和包装应用中的功能性。为突破这些局限，研究人员设计出一种将银纳米颗粒(AgNPs)嵌入抗坏血酸交联SA/KC基质的多功能水凝胶，并通过全面的理化特性、形态学、抗菌性、抗氧化性和细胞相容性评估进行验证。

含2% AgNPs的复合材料对革兰氏阳性菌（单增李斯特菌^{L. monocytogenes}、金黄色葡萄球菌^{S. aureus}）、革兰氏阴性菌（大肠杆菌^{E. coli}、沙门氏菌^Salmonella sp.）以及真菌（白色念珠菌^{Candida albicans}）均表现出显著抗菌活性。2% AgNPs水凝胶对正常Vero细胞具有良好细胞相容性（IC₅₀ = 599.9 ± 3.47 μg/mL），而8% AgNPs变体则展现出强大抗氧化能力（通过DPPH和ABTS法测得IC₅₀值分别为21.77 μg/mL和33.3 μg/mL）。分子动力学模拟证实了水凝胶组分与关键结合位点残基间的强相互作用，确保了复合材料稳定性。这些结果充分表明AgNPs增强型SA/KC水凝胶在抗菌伤口敷料、生物活性药物递送基质以及抗氧化活性食品包装材料等领域具有巨大应用潜力。

（利益冲突声明：作者声明不存在利益冲突。本研究未接受任何机构、实体或个人资助，所有费用由作者自行承担。）