天然来源的硒纳米颗粒：结构、合成及生物医学应用

《Pharmacological Research - Natural Products》：Naturally Sourced Selenium Nanoparticles: Structure, Synthesis, and Biomedical Applications

　　

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  绿色、环保的Se-NPs合成利用细菌、真菌、藻类和植物。
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  驱动Se-NPs形成的酶促和分子途径。
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  在抗菌、抗病毒、抗癌、抗氧化和抗炎方面展现广泛的医疗前景。
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  对比天然生物合成与物理化学方法的系统分析。
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  连接生态学与临床医学创新的可持续Se-NPs。

引言

"Nano"（纳米）一词源自希腊语，意为"矮小"或"微小的事物"。纳米技术是研究纳米尺度粒子的科学，其中一纳米（nm）等于10^-9米。纳米颗粒直径在1到100 nm之间，极其微小，一纳米是一米的十亿分之一[1]。在这个尺度上，由于具有高表面积与体积比，粒子表现出独特的性质，与其宏观形式截然不同[2]。纳米技术推动快速增长，在药物递送、污染控制、设备等方面对医学、电子、环境和材料领域产生影响[3]。功能纳米颗粒也造福于食品工程、废水处理、化妆品、生物医学器械和制药等行业[4]。它们的物理化学和生物学特性受尺寸和形状影响，使其成为物理学、化学和生物学中的多用途工具，凸显其在现代科学技术中的变革潜力[5]。

为建立本综述的坚实证据基础，进行了系统的文献检索。文章从PubMed、Scopus、Web of Science和Google Scholar检索，使用关键词如"硒纳米颗粒"、"绿色生物合成"、"纳米医学"、"抗血栓活性"和"环保纳米颗粒合成"。检索时间范围为2010年1月至2026年6月，共获得312篇文章，经筛选相关性、质量和聚焦于SeNPs生物合成与生物医学应用后，纳入126篇。这种方法学方法确保讨论基于同行评审的高质量文献，反映基础知识和最新进展。

硒（Se）是元素周期表中第16族和第4周期的非金属，是一种具有重要生物学作用的关键微量元素[6]。SeNPs因具有广泛的生物活性而备受关注，包括抗菌、抗病毒、抗癌、抗氧化和抗炎特性[7]。这些纳米颗粒可使用微生物（如细菌和植物）的代谢物或提取物合成，提供可持续和环保的生产途径[8]。除治疗潜力外，生物合成的SeNPs表现出抗血栓溶解、抗血小板和抗凝活性，从而减少异常凝血形成[9]。虽然血凝对于防止过度出血至关重要，但持续或阻塞性血栓可能导致严重疾病如中风和心脏病发作[10]。细菌感染引起的全身性炎症激活血小板和凝血因子，常导致弥散性血管内凝血（DIC）[11]。血栓形成源于组织因子介导的血栓、抗凝障碍和纤溶减少，免疫细胞和细胞因子进一步影响凝血途径。因此，SeNPs在缓解感染相关炎症、血栓和心血管并发症方面具有前景[12]。

与先前发表的综述相比，本工作的新颖性在于其整合的方法学严谨性和主题广度。早先的综述主要关注硒纳米颗粒（SeNPs）的一般生物医学应用或合成技术的基本原理。相比之下，本综述采用透明的检索策略，并对绿色生物合成与传统物理化学方法进行比较分析。此外，它突出了抗菌、抗真菌、抗病毒、抗癌、氧化应激、抗糖尿病、抗炎和抗寄生虫活性的机制见解。通过综合这些维度，该综述提供了更全面和转化的视角，从而弥补了先前文献留下的关键空白。这些生物途径为传统、昂贵且有危害的物理化学方法提供了环保替代方案，通过"绿色"生物反应器实现可持续纳米颗粒生产[13]。除合成外，生物化合物作为天然封端剂，防止团聚，稳定纳米颗粒，并提供用于药物偶联的功能基团14, 15。其固有的生物活性进一步增强了治疗潜力。该综述强调SeNPs的生产策略、作用机制、稳定性和生物医学前景，凸显其在推进安全、高效和多功能纳米医学中的作用[16]。

部分片段

SeNPs提出的机制

纳米颗粒的生物生产在过去几十年推动了纳米技术研究的显著增长。绿色合成是一种环保方法，避免了有毒试剂和能源密集型过程，与传统的物理和化学方法相比具有明显优势[13]。生物基质如细菌、真菌、藻类和植物作为纳米颗粒合成的天然基质，产生具有独特性质的多种变体，这些性质由其来源和

绿色SeNPs应用

SeNPs在生物医学领域展现出巨大前景，因其具有卓越的品质。它们具有众多益处和药用特性，特别是在抗菌活性领域[86]。随着细菌对传统抗生素的耐药性日益增强，寻找新的抗菌剂变得至关重要。SeNPs已被广泛研究其对细菌感染的疗效，特别是对金黄色葡萄球菌引起的感染的效果，这可能导致

SeNPs的安全性和毒性

在SeNPs生物医学应用前评估其毒性的重要性。尽管具有广泛的益处，毒性评估仍然至关重要。研究表明，SeNPs通常比亚硒酸钠毒性低，并由于其小尺寸而表现出增强的生物利用度[140]。毒性受纳米颗粒尺寸、化学成分、剂量和暴露时间等因素影响，所有这些都影响生物体的生物学反应。主要的

SeNP的商业可用性

使用细菌、真菌、藻类和植物通过绿色合成生产SeNP主要局限于实验室和中试规模研究，尚无标准化商业产品。这些环保方法因其生物相容性和可持续性而受到重视，但工业转化面临可扩展性、可重复性和法规批准方面的障碍。生物变异性通常导致颗粒尺寸和形态不一致，而下游纯化增加了成本和

挑战与未来展望

使用细菌、真菌、藻类和植物进行SeNPs绿色合成面临着在可扩展性、可重复性和法规批准方面的持续挑战。生物变异性通常产生不一致的颗粒尺寸和形态，而下游纯化增加了复杂性和成本。这些限制限制了实验室和中试规模研究之外的转化。相反，化学合成方法尽管已商业确立，但依赖于有毒试剂和能源密集型

结论

硒纳米颗粒作为环保、安全和有效的药物具有前景，适用于各种医疗应用。使用细菌、真菌和植物的生物合成方法各有独特优势，如可扩展性、毒性降低和治疗特性。封端剂在稳定SeNPs方面发挥重要作用，通过修饰其表面，防止团聚并增强其生物学功能。多糖、蛋白质和植物提取物在改善SeNPs方面显示出潜力

资金声明

本研究未获得外部资助。

CRediT作者贡献声明

Suhana Malik：撰写–初稿，方法论，正式分析，数据整理。Prachi Tiwari：撰写–审阅与编辑，软件，正式分析。Chandrababu Rejeeth：撰写–审阅与编辑，撰写–初稿，可视化，验证，监督，调查，正式分析，数据整理。

利益冲突声明

作者声明，他们没有已知的竞争财务利益或个人关系，这些可能影响本文报告的工作。

致谢

作者感谢印度北方邦MIET生物技术系通过提供必要资源促进本综述论文。

利益冲突

作者声明他们没有利益冲突。

Suhana Malik|Prachi Tiwari|Chandrababu Rejeeth