源自胡桃壳的可持续型农用铜双金属纳米酶具有多重催化、抗菌和抗氧化功能

《Scientific Reports》：Sustainable Ag–Cu bimetallic nanozymes derived from Juglans regia husk exhibit multifunctional catalytic, antimicrobial, and antioxidant activities

　　

摘要

多重耐药微生物的迅速出现、氧化应激以及重金属污染，都亟需开发出可持续且高效的治疗药物。纳米酶作为一种模拟酶功能的纳米材料，具有较高的稳定性以及可调控的催化活性。在本研究中，我们利用核桃的绿色外壳水提取物——一种丰富的农业副产品，提出了一种快速、环保且成本较低的策略，用于合成多功能银铜合金状纳米酶。通过全面的物理化学表征，确认了这些纳米酶为球形结晶结构，元素分布均匀，核心平均尺寸约为17纳米。提取物中的植物化学物质既可作为合成剂，也可作为封端剂，从而保证胶体稳定性并提升催化效率。所合成的纳米酶表现出较强的过氧化物酶和氧化酶样活性，且动力学参数表现良好。此外，这些纳米酶还具备光学稳定性，这是其结构完整性的重要指标。除了催化性能外，银铜纳米酶还对革兰氏阳性和阴性细菌具有广谱抗菌作用，包括多重耐药菌株，同时对白色念珠菌及成熟的生物膜也有显著的抗真菌效果。研究还评估了这些纳米酶的抗氧化能力，发现其具有清除自由基的能力，这一功能得益于表面结合的生物分子以及双金属核心的固有氧化还原特性。与单金属纳米酶相比，银铜纳米酶在生物学和催化性能上都有显著提升，这表明其合金状结构及纳米级尺寸带来了协同效应。这项研究展现了将农业废弃物转化为高性能纳米酶的潜力，这类纳米酶在生物医学、环境修复以及催化领域具有广阔的应用前景。