莎罗双树叶绿色合成硒纳米颗粒的多功能生物活性评价:抗氧化、抗凝血、抗痛风及溶栓作用研究

《Journal of Trace Elements and Minerals》:Green-Synthesized Selenium Nanoparticles from Saraca asoca Leaves: A Multifunctional Evaluation of Antioxidant, Anticoagulant, Antigout and Thrombolytic Activities

【字体: 时间:2026年01月01日 来源:Journal of Trace Elements and Minerals CS0.9

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  本研究针对高尿酸血症、痛风及血栓性疾病治疗面临的药物副作用大、疗效单一等问题,开展了基于莎罗双树(Saraca asoca)叶提取物绿色合成硒纳米颗粒(Se-NPs)的多功能生物活性研究。通过系统表征证实了Se-NPs的纳米结构,并发现其具有显著的DPPH/ABTS自由基清除能力(73-90%)、尿酸降解活性(62%)、 xanthine oxidase抑制效应(76%)以及抗凝血/溶栓功能。该研究为开发多靶点纳米药物治疗代谢性及心血管疾病提供了新策略。

  
在全球范围内,高尿酸血症和痛风正呈现显著增长趋势。2020年全球约有5580万人受痛风困扰,年龄标准化患病率约为659/10万,自1990年以来增长了22.5%。然而,目前临床上常用的别嘌呤醇等黄嘌呤氧化酶抑制剂(XOI)虽然能有效降低尿酸水平,但常伴随超敏反应、肾脏问题等副作用,导致患者用药依从性不佳。与此同时,氧化应激、血栓形成和凝血功能紊乱在心血管疾病和炎症性疾病的发病机制中扮演关键角色,这些疾病共同构成了全球发病率和死亡率的重要部分。面对这些挑战,开发一种能够同时靶向多个病理环节的多功能治疗平台显得尤为迫切。
正是在这样的背景下,来自印度米鲁特工程技术学院生物科学与技术系的Suhana Malik、Prachi Tiwari、Anuradha Singhaniya和Chandrababu Rejeeth等研究人员在《Journal of Trace Elements and Minerals》上发表了一项创新性研究,他们利用传统药用植物莎罗双树(Saraca asoca)的叶提取物,成功开发出一种绿色合成的硒纳米颗粒(Se-NPs),并系统评估了其在抗氧化、抗痛风、抗凝血和溶栓方面的多重生物活性。
为开展这项研究,研究人员采用了几个关键技术方法:首先利用莎罗双树叶提取物通过水热法绿色合成Se-NPs;接着通过UV-Vis光谱、FTIR、XRD、SEM-EDAX和DLS-Zeta电位分析对纳米颗粒进行系统表征;生物学评价方面,采用DPPH和ABTS法检测抗氧化活性,通过尿酸降解和黄嘌呤氧化酶抑制(XOI)实验评估抗痛风潜力,并使用山羊血模型分析抗凝血和溶栓效应。
3.1. UV-Vis光谱分析
研究人员通过紫外-可见光谱分析证实了Se-NPs的成功合成。光谱显示在270纳米处出现明显的表面等离子体共振(SPR)吸收峰,这是硒纳米颗粒的特征性吸收。相比之下,植物提取物和硒酸钠前体溶液均未出现此类特征峰,表明观察到的等离子体行为确实源于纳米颗粒的形成。
3.2. FTIR分析
傅里叶变换红外光谱分析揭示了参与Se-NPs合成和稳定的功能基团。在3219厘米-1处的吸收峰归因于C-H伸缩振动,表明羟基基团的存在;2342厘米-1处的峰值对应于C≡N伸缩振动;而586厘米-1处的特征峰则确认了Se-Se和Se-O键的振动,为纳米颗粒形成提供了直接证据。
3.3. XRD分析
X射线衍射分析确认了合成Se-NPs的晶体结构。在2θ值为23.58°、29.73°、41.32°、45.66°、51.27°和55.31°处观察到的衍射峰与标准硒的衍射图样(JCPDS Card No. 06-0362)高度一致,表明Se-NPs具有三角晶系结构和高结晶度。
3.4. 颗粒尺寸和形态分析
动态光散射(DLS)分析显示Se-NPs的平均流体动力学直径约为58.4纳米,多分散指数(PDI)为0.221,表明颗粒分布均匀。Zeta电位值为-32.7毫伏,证实了纳米颗粒具有良好的胶体稳定性。扫描电子显微镜(SEM)图像显示Se-NPs呈不规则球形至片状或棒状结构,表面光滑,尺寸均一。
3.5. EDAX分析
能量色散X射线光谱分析确认Se-NPs主要由硒(78%)和氧(22%)组成,证明了纳米颗粒的高纯度和结构完整性。
3.6. 抗氧化活性
3.6.1. DPPH自由基清除实验
Se-NPs表现出浓度依赖性的DPPH自由基清除能力,在100微克/毫升浓度下达到30%的抑制率,其IC50值为28.7微克/毫升。虽然活性低于抗坏血酸(IC50= 12.4微克/毫升),但显著高于单纯的植物提取物(IC50= 45.3微克/毫升)。
3.6.2. ABTS自由基清除实验
在ABTS实验中,Se-NPs在100微克/毫升浓度下表现出73±3.65%的自由基清除能力,接近抗坏血酸的90±4.5%。IC50值为26.1微克/毫升,进一步证实了其显著的抗氧化潜力。
3.7. 抗痛风活性
3.7.1. 尿酸降解实验
Se-NPs表现出浓度依赖的尿酸降解能力。在19毫克/毫升浓度下,尿酸降解率达到62±1.86%,而在较低浓度(3.5-9.9毫克/毫升)下降解率为44-49%。
3.7.2. 黄嘌呤氧化酶抑制实验
Se-NPs对黄嘌呤氧化酶(XO)具有显著的抑制作用,在200微克/毫升浓度下抑制率达到76%。虽然低于别嘌呤醇的93.2%,但仍显示出良好的剂量依赖性抑制效应。
3.8. 抗凝血和溶栓活性
Se-NPs表现出显著的抗凝血效果,在20毫克/毫升浓度下,凝血被完全抑制长达3小时。溶栓实验显示,Se-NPs能在1小时内完全溶解预形成的血凝块,溶栓率达到61.8%,与已报道的纳米材料效果相当。
这项研究的结论部分强调,莎罗双树介导的绿色合成Se-NPs具有多重生物活性,包括显著的抗氧化、抗痛风、抗凝血和溶栓作用。这些特性使其成为治疗氧化应激、高尿酸血症和血栓性疾病的潜在候选药物。与传统的单一靶点药物相比,这种多功能纳米平台可能通过减少药物剂量、降低副作用和提高患者依从性来改善治疗效果。
该研究的重要意义在于首次系统评估了莎罗双树来源的Se-NPs的多功能生物活性,为开发基于纳米技术的多靶点治疗策略提供了实验依据。未来研究应重点关注这些纳米颗粒的体内药效学、长期生物相容性、药代动力学特性以及具体的分子作用机制,以推动其向临床应用的转化。
这种绿色合成方法不仅环境友好,避免了有毒试剂的使用,还通过植物提取物中的天然活性成分增强了纳米颗粒的生物活性和稳定性。随着纳米生物技术的不断发展,类似的多功能纳米平台有望为复杂疾病的综合治疗开辟新的途径。
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