利用合欢树（Albizia lebbeck (L.) Benth.）叶提取物可持续绿色合成金属氧化物纳米粒子及其潜在抗菌与抗氧化性能

《Pharmacological Research - Natural Products》：Sustainable Green Synthesis of Metal Oxide NPs Using Albizia lebbeck (L.) Benth. Leaf Extract for Potential Antibacterial and Antioxidant Properties

　　

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  成功利用银合欢（Albizia lebbeck）(L.) Benth. 叶提取物合成了金属氧化物纳米颗粒。
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  显示出强效的抗菌、溶血和抗氧化活性。
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  被鉴定为下一代治疗药物的多功能且具有生物相容性的候选材料。

引言

多重耐药（MDR）细菌的出现已演变为严重的全球性威胁，使许多传统抗生素失效，从而推动了新型抗菌剂的研发[1]。纳米技术是21世纪最具变革性的科学进步之一，已引入广泛的生物医学应用，特别是在1至100纳米尺度纳米颗粒（NPs）的设计与应用方面[2]。其中，金属和金属氧化物纳米颗粒因其可调变的理化及生物特性而备受关注，使其可应用于诊断、药物递送和抗菌治疗等领域[3]、[4]。金属及金属氧化物纳米颗粒具有独特的表面积与体积比以及反应活性，增强了其与微生物膜之间的相互作用，并实现了靶向治疗递送[5]。银纳米颗粒（Ag-NPs）因其广谱抗菌、抗病毒、抗真菌和抗生物膜活性而尤为受到认可，这使其成为对抗MDR病原体的常规抗生素的有力替代品[6]。然而，近年来，其他基于氧化物的纳米颗粒，如CaO、MgO和NiO金属氧化物纳米颗粒（MONPs），也作为强效的抗菌和抗氧化剂崭露头角[7]。

绿色合成利用植物提取物作为还原剂和稳定剂，作为化学和物理纳米颗粒合成方法的可持续和环保替代品，已获得广泛关注[8]、[9]。植物源天然产物如黄酮类、酚类、萜类和生物碱等作为还原剂和包覆剂发挥双重作用，生成稳定且具有生物相容性的金属氧化物纳米颗粒，并增强了其功能[10]。该生物途径不仅最小化有毒副产物，还能优化纳米尺度特性，从而提高抗菌和抗氧化效果[11]。Albizia lebbeck (L.) Benth.，通常称为"苏里丝"或"女人舌树"，是豆科的一种速生落叶植物。它广泛分布于亚洲和非洲的热带和亚热带地区，在传统医学中以其多样的治疗潜力而广为人知[12]。民族植物学报告强调，A. lebbeck的各种部位——包括其叶片、树皮、荚果和种子——传统上用于治疗呼吸系统疾病、炎症、胃肠道疾病和皮肤病等症状[13]、[14]。天然产物化学分析表明，A. lebbeck含有广泛的次生代谢产物，包括生物碱、黄酮类（如山奈酚和儿茶素）、皂苷、糖苷、鞣质和三萜类，这些是其药理活性所依赖的物质[15]、[16]。

最近的研究表明，A.lebbeck提取物具有强效的抗过敏、抗糖尿病、抗癌、抗菌、神经保护、抗痛觉和抗氧化特性[17]、[18]。这些生物活性物质使该植物在绿色合成过程中既可充当还原剂，也可充当稳定剂，因为天然产物可以有效螯合金属离子并促进纳米颗粒的形成[19]。在此背景下，A. lebbeck作为纳米颗粒生物合成的可持续天然试剂，有助于设计更安全、无毒的治疗用生物材料[20]。在植物来源的MONPs中，由NiO、CaO和MgO合成的纳米颗粒在生物医学系统中作为多功能材料展现出前景[21]。特别是NiO MONPs，通过破坏细菌膜、诱导氧化应激和DNA损伤展现出强效的抗菌作用，同时对活性氧（ROS）表现出清除能力，促进了其作为抗氧化剂的应用[22]、[23]。另一方面，MgO和CaO MONPs以其生物相容性和温和的氧化效应而著称，使其适用于抗菌和生物医学涂层[24]。

对这些通过环保途径合成的氧化物的比较评估可以为了解其治疗MDR菌株和减少氧化应激介导的细胞损伤的潜力提供有价值的见解[25]。本研究旨在利用Albizia lebbeck叶提取物，通过环保的绿色合成方法合成CaO、MgO和NiO MONPs，并系统评估其理化及生物特性。与以往主要集中研究单一纳米颗粒系统的报告不同，本研究对植物营养基氧化物（CaO和MgO）和一种过渡金属氧化物（NiO）在抗菌、抗生物膜、抗氧化和血液相容性活性方面进行了比较研究。因此，本研究为可持续合成的金属氧化物纳米颗粒的生物学行为提供了更广泛的理解，并突出了其在对抗多重耐药病原体和氧化应激相关损伤方面的潜在生物医学意义。

分节摘要

材料

氯化钙（CaCl₂，纯度98%，分子量110.99 g/mol）、氯化镁（MgCl₂·6H₂O，纯度98%，分子量203.30）、硫酸镍（NiSO₄·6H₂O，99%，分子量262.86）、氯化钠（NaCl，纯度99.5%，分子量58.44 g/mol）和结晶紫购自Sigma-Aldrich有限公司。细菌学级琼脂（HIMEDIA GRM026-500G）、营养肉汤（HIMEDIA M002-500G）、十二烷基硫酸钠（SDS）（NaC₁₂H₂₅SO₄，纯度90%，分子量288.38 g/mol）、乙醇（C₂H₅OH，纯度99.9%）、甲醇（CH₃OH，纯度99.9%）

CaO、MgO和NiO MONPs的X射线衍射分析

通过常规方法利用Albizia lebbeck叶提取物合成的NiO、MgO和CaO MONPs的结构特性和结晶性通过XRD光谱进行了检测，如图3所示。XRD数据显示，每个样品均显示出显著而尖锐的峰，表明具有高结晶度。对于NiO MONPs，在2θ值为37.28°、43.53°、63.05°、75.51°和79.42°处观察到衍射峰，分别对应于(111)、(200)、(220)、(311)和(222)晶面，

结论

本研究成功展示了利用Albizia lebbeck叶提取物作为天然产物来源，通过绿色合成方法合成CaO、MgO和NiO金属氧化物纳米颗粒（MONPs），并对其理化及生物特性进行了比较评估。XRD证实了所合成MONPs的结晶性质，CaO、MgO和NiO的平均晶粒尺寸分别为63.0 nm、46.13 nm和37.1 nm，而场发射扫描电镜（FE-SEM）揭示了具有适中的纳米尺度颗粒，

未引用参考文献

[51]; [75]; [76]

CRediT作者贡献声明

R Ramanna: 撰写——初稿，软件，资源，形式分析，数据管理。Arunkumar Lagashetty: 撰写——审阅与编辑，软件，概念构思。B Uma Reddy: 撰写——审阅与编辑，监督，方法学，概念构思。H Nagaraja: 撰写——初稿，调查。Monica K.J. Nidhi: 撰写——初稿，概念构思。H Shivaraj: 撰写——初稿，软件，资源，形式分析，数据管理。

利益冲突声明

作者声明在本文方面不存在利益冲突。

致谢

衷心感谢印度政府部落事务部国家森林研究学院（NFST）对NH的财政支持，卡纳塔克邦政府科技与社会科学理事会（KSTEPS）对MKJN的支持，以及新德里生物技术部：BT/PR39041/TRM/120/472/2020（CN.19238）对URB的支持。本研究的理化表征部分是在班加罗尔印度科学研究所CeNSE以及Vijayanagara Sri Krishnadevaraya大学跨学科先进研究中心卓越中心使用其设施完成的。

H Nagaraja|Monica K.J. Nidhi|H Shivaraj|R Ramanna|Arunkumar Lagashetty|B Uma Reddy