利用Garuga pinnata树皮通过植物介导的方法制备氧化锌和银纳米颗粒：表征与生物活性评估

《Scientific Reports》：Plant-mediated formation of zinc oxide and silver nanoparticles using Garuga pinnata bark: characterization and bioactivity assessment

　　

摘要

植物介导的纳米粒子合成因其成本效益高、可持续性强且效率高等特点而受到广泛认可。在本研究中，利用了Garuga pinnata Roxb.这种富含植物化学物质的植物的树皮来合成氧化锌（ZnO纳米粒子）和银纳米粒子（AgNPs）。通过361 nm和412 nm处明显的吸收峰证实了纳米粒子的初步形成（分别对应ZnO和Ag纳米粒子）。傅里叶变换红外光谱（FTIR）显示植物化学物质可能起到了稳定和还原的作用，对应官能团的伸缩频率发生了明显变化。利用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、X射线衍射（XRD）和能量色散X射线光谱（EDX）分析了纳米粒子的形态、尺寸和元素组成。XRD分析确认生成的ZnO和Ag纳米粒子分别具有六方纤锌矿和面心立方结构，晶粒尺寸分别为12.51 nm和6.47 nm。FE-SEM结果显示，合成的纳米粒子大部分呈球形，尺寸分布相对均匀，聚集程度较低。此外，还进行了一系列定量分析以评估纳米粒子的生物活性：通过2,2-二苯基-1-皮克里基肼（DPPH）试剂量表测得的抗氧化活性显示，ZnO纳米粒子的IC50值为92.05 ± 3.67 μg/mL，AgNPs的IC50值为76.27 ± 1.26 μg/mL。在针对四种细菌菌株的抗菌实验中，ZnO纳米粒子的抑菌效果更明显，其对大肠杆菌（ATCC 25,312）和孙氏志贺菌（ATCC 25,931）的抑菌圈直径分别为18 mm和14 mm，而AgNPs的抑菌圈直径均为8 mm。α-淀粉酶抑制实验表明，AgNPs的降糖活性略强（IC50 = 0.755 ± 0.235 mg/mL），而ZnO纳米粒子的IC50为0.8083 ± 0.212 mg/mL。这两种纳米粒子对盐生.ToTable>（Artemia salina）均具有中等毒性，其中ZnO纳米粒子的毒性相对较高（LC50 = 553.90 μg/mL），而AgNPs的LC50为672.97 μg/mL）。通过3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基四唑溴化物（MTT）试剂量表对癌细胞A549、HeLa及正常上皮细胞进行的细胞毒性实验显示，ZnO纳米粒子对HeLa的选择性更强（选择性指数SI = 4.88），AgNPs的选择性指数为4.93。总体而言，这些合成的纳米粒子表现出良好的抗菌、抗氧化、降糖和细胞毒性作用，凸显了这种绿色合成方法在生产具有潜在生物医学应用的纳米粒子方面的潜力。