《Nano-Structures & Nano-Objects》：The impact of pH on the size of biosynthesized silver nanoparticles: Evaluation of antioxidant and antibacterial activities
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基于微藻Scenedesmus sp.的银纳米颗粒通过pH调控合成，粒径随pH升高显著减小（pH4:223 nm，pH7:122 nm，pH10:60 nm），球形结构稳定，碱性条件下（pH10）纳米颗粒抗菌和抗氧化活性最优。
卡迪贾·埃卢阿迪（Khadija Elouardy）、穆斯塔法·穆扎基（Mustapha Mouzaki）、哈桑·阿赫穆姆（Hassan Ahmoum）、阿斯玛·阿赫鲁夫（Asmaa Akhrouf）、阿卜杜萨马德·法伊克（Abdessamad Faik）、优素福·米尔（Youssef Mir）
摩洛哥阿加迪尔伊本·佐赫尔大学（Ibn Zohr University）医学院和药学院，医外科研究、生物医学与感染病学实验室（BIOMCI）
摘要
本研究报道了利用微藻Scenedesmus sp.绿色合成银纳米粒子（AgNPs）的方法，并通过紫外-可见光谱（UV-Vis）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）对其进行了表征。AgNPs在pH值为4、7和10的条件下合成，利用动态光散射（DLS）分析了其粒度和稳定性。平均粒径分别为pH 4时223 nm、pH 7时122 nm和pH 10时60 nm，SEM观察结果显示其具有球形形态。Zeta电位测量表明，在较高pH值下胶体稳定性增强。在碱性pH（60）下合成的AgNPs对Acinetobacter baumannii ATCC196306、Escherichia coli ATCC35218、Staphylococcus aureus ATCC29213和Pseudomonas aeruginosa ATCC27853的抗菌活性优于较大粒径的纳米粒子。抗氧化实验也显示这些较小纳米粒子的活性更高。结果表明，通过pH控制的绿色合成方法可以制备出具有优化抗菌和抗氧化特性的AgNPs，这突显了它们在生物医学领域的应用潜力。
引言
贵金属纳米粒子在物理学、生物学、化学和材料科学等多个领域得到广泛应用。其中，银纳米粒子因其独特的物理、电子、机械和化学性质而备受关注[1]、[2]、[3]。这些纳米粒子具有量子效应、尺寸依赖性特性以及独特的表面相互作用，使其在生物医学、生物传感器、电子学、催化和农业等众多领域具有广泛的应用前景[2]、[4]、[5]、[6]、[7]。银纳米粒子可通过物理、化学和生物方法合成[8]、[9]、[10]。近年来，生物或绿色合成方法因环保性和成本效益而日益受到重视，使其过程更加简单易行[11]、[12]、[13]、[14]。研究表明，通过绿色方法合成的纳米粒子通常比传统化学方法制备的纳米粒子具有更优异的性能[15]、[16]。绿色合成通常使用植物、植物提取物以及细菌、真菌和微藻等生物材料作为还原和稳定剂[17]、[18]、[19]、[20]、[21]。其中，微藻由于其安全性、易于培养和高生物分子含量而成为纳米粒子合成的理想候选材料，能够有效还原和稳定纳米粒子[22]、[23]、[24]。
微藻介导的合成方法既环保又适合大规模生产，为广泛应用提供了巨大潜力。通过绿色方法合成的银纳米粒子具有显著的抗菌、抗氧化和抗癌特性[25]、[26]、[27]、[28]、[29]，因此在医学、农业和工业领域具有很高的应用价值。这些生物活性通常与诱导癌细胞凋亡、抑制细菌生长和清除自由基等机制相关，体现了生物合成AgNPs的治疗潜力[30]、[31]。
尽管对银纳米粒子进行了大量研究，但关于pH如何影响绿色合成纳米粒子的大小以及这种影响如何进而影响其抗菌、抗生物膜和抗氧化活性的研究仍有限。鉴于纳米粒子大小对其与细菌细胞和氧化环境的相互作用至关重要，了解这些效应对于优化其性能至关重要。
研究表明，培养基的pH值会影响绿色合成纳米粒子的性质。多项研究显示，在纳米粒子合成过程中改变pH值可以显著影响其大小和稳定性。Velgosová等人[32]发现，在碱性条件下合成的银纳米粒子比在酸性或中性条件下合成的纳米粒子更小且更稳定。Miranda等人的研究[33]也发现，从Spinacia oleracea叶提取物中制备的银纳米粒子的形成受pH值调控，碱性pH值下产生的纳米粒子尺寸更小。
据我们所知，本研究首次探讨了pH值如何影响使用Scenedesmus sp.合成的银纳米粒子的大小和稳定性，重点关注了动态光散射和Zeta电位测量。我们研究了pH变化对纳米粒子大小、表面电荷和胶体稳定性的影响，以及这些变化对其抗菌和抗氧化活性的影响。这项工作为微藻介导的纳米粒子合成提供了新的见解，并提出了优化纳米粒子性能的方法。
化学试剂和材料
硝酸银（AgNO?），分子量169.87 g/mol，纯度99.8–100%，购自德国Sigma-Aldrich公司，并存放在避光环境中以防分解。甲醇和2,2-二苯基-1-吡啶肼（DPPH）同样来自Sigma-Aldrich公司。
微藻菌株、培养基和培养条件
Scenedesmus sp.微藻菌株来自阿加迪尔地区。细胞通过ELISA板和试管中的稀释法分离纯化，具体操作遵循以往的研究方法。
Scenedesmus sp.的形态鉴定和生长动力学
可以通过直接计数细胞或间接通过叶绿素a、光密度和干重等参数来监测藻类生长[39]。在本研究中，通过直接计数细胞来评估分离株的生长情况，监测Scenedesmus sp.的生长动力学，以观察微藻生物量的变化。图2显示了Scenedesmus sp.的生长动力学，细胞计数数据表明其呈指数生长
结论
本研究证明Scenedesmus sp.是绿色合成AgNPs的有效生物资源。在第一部分工作中，标准条件下合成的AgNPs通过SEM、XRD、FTIR和UV-Vis光谱进行了全面表征，证实形成了尺寸在50至80 nm之间的近乎球形的结晶纳米粒子，这些纳米粒子由藻类提取物中的生物分子稳定。在第二部分工作中，进一步探讨了...
作者贡献声明
哈桑·阿赫穆姆（Hassan Ahmoum）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、监督、软件使用、资源管理、项目规划、方法设计、研究实施、资金筹集、数据分析、概念构建。优素福·米尔（Youssef Mir）：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、监督、软件使用、资源管理、项目规划、方法设计、研究实施、资金筹集、数据分析、数据管理。
伦理声明
不适用
资金声明
本研究未获得任何公共、商业或非营利机构的资助。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
