基于响应面法的氧化铜纳米颗粒真菌法合成及其生物活性评估

《Brazilian Journal of Microbiology》：Mycogenic synthesis of copper oxide nanoparticles using response surface methodology and assessment of their biological potential

　　

摘要

内生真菌代表了用于合成具有增强稳定性和生物相容性的金属纳米材料的战略性生物模板。本研究调查了利用从药用植物Phyllanthus emblica中分离的内生真菌Alternaria alternata的水提物进行生物辅助合成氧化铜纳米颗粒 (B-CuO NPs) 的方法。合成是通过使用硼氢化钠的仿生化学还原法实现的，其中经气相色谱 - 质谱联用图谱分析的真菌次级代谢产物作为关键的稳定和封端剂。为确保技术精度和可重复性，合成参数是使用响应面法结合 Box-Behnken 设计进行优化的。全面的物理化学表征证实了稳定的、结晶的、相纯的纳米级颗粒的形成，其多分散指数为 0.242，表明尺寸均一且具有胶体稳定性。生物功效是通过多种抗氧化试验、针对V. parahaemolyticus和E. coli的抗菌分析以及通过溶血试验进行的安全性评估来评价的。结果显示了强大的自由基清除潜力，特别是在羟基试验中 (77.94%)，并记录了 24—29 毫米的抑菌圈，得到了时间—依赖性生长动力学的支持。通过 2',7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯染色和 5,5'-二硫代二 (2-硝基苯甲酸) 试验的机制研究证实，B-CuO NPs 是与氧化应激介导的抗菌途径相关的关键贡献因素，这通过细胞内活性氧的显著激增 (高达 81.53%) 以及随后还原型谷胱甘肽水平的耗竭 (高达 51.13%) 得以体现。血液相容性评估显示在 600 μg/mL 时溶血率低于 9%，证实了其在生物医学和静脉应用中的安全性。这些发现确立了Alternaria alternata介导的 B-CuO NPs 作为一种有前景的纳米材料平台，具有双重抗菌和抗氧化潜力，可用于未来的生物医学应用。