采用Fraxinus floribunda Wallich树皮制备环保型银纳米粒子:表征及其生物医学应用

《Sustainable Chemistry One World》:Preparation of environmentally friendly silver nanoparticles using the bark of the Fraxinus floribunda Wallich tree: characterization and biomedical applications

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月09日 来源:Sustainable Chemistry One World CS2.1

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   •使用Fraxinus floribunda Wallich树皮制备环保型AgNPs(AgNPs-FF)。•使用紫外-可见光谱法、扫描电镜、透射电镜、能量色散X射线光谱法和X射线衍射法对AgNPs-FF进行表征。•通过傅里叶变换红外光谱法评估官能团。•评估了AgNPs-FF的

  
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    使用Fraxinus floribunda Wallich树皮制备环保型AgNPs(AgNPs-FF)。
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    使用紫外-可见光谱法、扫描电镜、透射电镜、能量色散X射线光谱法和X射线衍射法对AgNPs-FF进行表征。
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    通过傅里叶变换红外光谱法评估官能团。
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    评估了AgNPs-FF的抗氧化、抗糖尿病、抗炎、细胞毒性、抗菌活性、血液相容性以及与DNA结合的特性。

引言

由于植物提取物中含有大量植物化学成分,由不同植物部位合成的纳米颗粒的产量相对较高,因此正受到积极研究。这些植物衍生的植物化学物质具有表面稳定化和还原特性。各种溶剂(如甲醇、乙醇和水)最初被用于提取植物部位。水是常用的溶剂,因为它易于获取且对环境友好 [1]、[2]。利用纳米颗粒(NPs)的纳米医学在疾病的诊断和治疗以及评估NPs在生物系统中的安全性和有效性方面至关重要。金属NPs(银、金、铜、锌等)具有广泛的应用范围,并引起了多个学科研究人员的极大关注 [3]。制备金属纳米颗粒的方法包括电化学过程、分解法、微波辅助技术和湿化学方法等。但这些方法所使用的化学品通常具有高毒性和易燃性,由于潜在的健康风险,限制了其在许多领域的使用。因此,迫切需要采用安全、环保的工艺制备金属纳米颗粒 [4]、[5]。在这里,绿色合成方法因其毒性较低、安全性更高、成本更低等优势而发挥作用。在众多金属纳米颗粒中,银纳米颗粒(AgNPs)尤其具有强效的抗氧化、抗菌、抗癌、催化、抗炎、伤口愈合及其他治疗特性,使其成为医学应用的有力工具 [6]、[7]、[8]。植物含有多种植物化学物质,如类黄酮、酚类、生物碱和酮类,这些物质具有显著的抗氧化潜力,并在纳米颗粒合成中作为重要的稳定剂和还原剂。据报道,类黄酮还能促进伤口愈合、抑制生物酶的释放、降低胆固醇和改善血液循环 [7]。重要的是,据报道,利用植物介导的合成技术可以制备具有特定形状和尺寸的AgNPs,这直接影响其生物性能 [9]、[10]。例如,生物合成的AgNPs在人类细胞系中显示出降低的细胞毒性,同时保留了强效的抗菌作用,这使其特别适用于组织工程、伤口愈合和抗菌涂层 [11]。AgNPs的作用机制主要取决于疏水性和亲水性之间的平衡,以及其特有的局部表面共振(LSR)特性,这为药物递送和调节系统提供了多种可能性 [12]、[13]。由于金属纳米颗粒与DNA相互作用可能对DNA合成和结构完整性产生影响,近年来相关研究引起了广泛关注 [14]。通过破坏细胞膜或抑制DNA复制,植物及其他生物来源合成的AgNPs可以消灭感染性微生物 [15]
Fraxinus floribunda Wall.(木犀科)分布于东喜马拉雅、锡金和梅加拉亚邦的卡西丘陵地区,传统上用于治疗糖尿病、痛风和骨折 [16]。Subba等人报道了其作为抗炎、抗糖尿病、抗高脂血症和肝保护剂的功效 [17]、[18]。
尽管已对多种植物介导的银纳米颗粒进行了广泛研究,但使用F. floribunda树皮进行AgNPs绿色合成的方法尚未被探索。据报道,该树皮含有具有生物活性的植物成分,并表现出显著的药理学特性,表明其次生代谢产物可能参与金属纳米颗粒的还原和稳定化。然而,F. floribunda树皮提取物作为银纳米颗粒绿色合成中天然还原剂和包覆剂的潜力尚未完全确立。此外,尚无关于该树皮细胞毒性的报道研究。因此,本研究的创新之处在于探索这种药用树皮作为AgNPs制备植物化学物质的可持续来源,并建立树皮提取物的植物化学特征与纳米颗粒形成、物理化学性质及后续生物活性之间的关系,同时探索树皮及其合成纳米颗粒的细胞毒性研究。本研究的目标是为F. floribunda树皮的认可奠定基础,使其超越传统药用植物材料的应用范畴,并在绿色纳米技术领域得到更广泛的推广。

章节摘要

所用化学品

为确保研究的顺利进行,研究中使用的是分析级化学品。槲皮素和三硝酸银(AgNO3)分别购自Merck Life Sciences Pvt. Ltd.和SRL。HiMedia提供2,2-二苯基-1-苦基肼基自由基(DPPH)和营养琼脂肉汤。

植物的采集与鉴定

新鲜的F. floribunda树皮采集自印度西孟加拉邦米里克。其鉴定工作在印度植物园锡金分部完成,并被分配了唯一凭证号(NBU-AT-001)。

F. floribunda树皮提取物的制备

树皮经处理后

高效薄层色谱分析

通过高效薄层色谱分析评估多酚类化合物,发现F. floribunda树皮提取物中存在槲皮素(Rf=0.44)(图1.B)。此外,使用已建立的HPTLC方法对槲皮素进行了定量分析。槲皮素的校准曲线显示出较高的决定系数(R2 = 0.99),检测限和定量限值分别为0.92和2.8  μg(表1)。回收率记录为99.79%。对甲醇(FFM:6.57  μg/mL)和

结论

总之,对F. floribunda绿色合成银纳米颗粒的制备、表征和分析揭示了其作为具有抗癌、抗菌、抗炎和抗氧化特性的生物相容性材料的潜力。植物植物化学物质在AgNPs形成过程中充当包覆剂和稳定剂。高效薄层色谱分析揭示了槲皮素的存在,这是一种可能与其药理学特性有关的类黄酮。紫外-可见光谱和傅里叶变换红外光谱

伦理批准

不适用

资金

本研究未获得任何资金支持

CRediT作者贡献声明

Moutoshi Singh:正式分析、数据整理。Tarun Kumar Dua:初稿撰写、监督指导、正式分析、概念设计。Partha Pratim Maiti:初稿撰写、调查研究、概念设计。Gouranga Nandi:初稿撰写、项目管理、正式分析、概念设计。Paramita Paul:初稿撰写、方法学、资金获取、数据整理。Sangita Dey:初稿撰写、软件、方法学、数据整理。Srijan

利益冲突声明

作者声明,他们没有已知可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。

致谢

作者衷心感谢印度北孟加拉大学为本工作的顺利进行提供的支持和设施。

作者贡献

样品制备、分析和数据整理由Ankrita Thapa、Moutushi Singh、Anulipi Biswas、Gouhar Jahan Ashraf、Sangita Dey、Srijan Panigrahi和Ranabir Sahu完成。Ankrita Thapa和Ranabir Sahu撰写了论文初稿。Tarun Kumar Dua、Partha Pratim Maiti、Paramita Paul、Gouranga Nandi、Anoop
Ankrita Thapa|Moutoshi Singh|Anulipi Biswas|Gouhar Jahan Ashraf|Partha Pratim Maiti|Tarun Kumar Dua|Paramita Paul|Gouranga Nandi|Srijan Panigrahi|Sangita Dey|Anoop Kumar|Ritu Khanra|Ranabir Sahu
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