基于新鲜与废弃波西多尼亚海草（Posidonia oceanica）提取物的绿色合成银纳米颗粒：表征及抗菌、抗HCT-116细胞毒性和生态毒理学性质评价

《RSC Advances》：Green-synthesized silver nanoparticles from fresh and waste Posidonia oceanica extracts: characterization and evaluation of antibacterial, cytotoxic activity against HCT-116 cells, and ecotoxicological propertiesOpen Access

　　

地中海特有海草波西多尼亚海草（Posidonia oceanica）是生物活性化合物的重要来源，也是大量海洋生物质废弃物。研究人员以新鲜（POV）与废弃（POD）波西多尼亚海草叶片水提物作为可持续还原剂与包覆剂，开展银纳米颗粒（AgNPs）的绿色合成。所得纳米颗粒通过紫外-可见光谱（UV-vis spectroscopy）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、原子力显微镜（AFM）及ζ电位测定进行表征，并评价其抗菌、细胞毒、抗糖尿病、抗炎、抗溶血及生态毒理活性。植物化学分析显示POV提取物酚酸与黄酮更高，其中鞣花酸（ellagic acid）511.29 μg g?1、芦丁（rutin）470.24 μg g?1突出；POD与POV挥发物中均以龙蒿醚（estragole）为主。生物合成AgNPs呈球形、多分散，平均粒径分别为13.31 ± 5.2 nm与8.61 ± 2.6 nm，ζ电位为?37.42 mV与?34.85 mV。POV AgNPs抗氧化更优，POD AgNPs对革兰阳性与革兰阴性菌抗菌更强，0.0625 mg mL?1即见抑菌环（ZOI）。两者对HCT-116人结直肠癌细胞的IC50分别为5.03 ± 0.25 μg mL?1与2.22 ± 0.11 μg mL?1。抗糖尿病、抗炎、抗溶血活性均未检出。卤虫（Artemia salina）24 h急性毒理显示中等毒性，POD AgNPs毒性谱较低，且毒性浓度远高于抗菌与细胞毒有效浓度。该研究表明波西多尼亚海草来源AgNPs是具有抗氧化、抗菌及肿瘤细胞毒潜力的可持续海洋纳米材料。

论文解读：《RSC Advances》发表波西多尼亚海草废弃生物质高值化研究

研究背景方面，波西多尼亚海草（Posidonia oceanica）是地中海分布最广的特有海草，其落叶在海岸大量堆积形成管理负担；机械清理会造成沉积物流失、营养盐损失并增加处置成本，因此存在将废弃生物质纳入循环生物经济的需求。同时，传统银纳米颗粒（AgNPs，silver nanoparticles）合成常涉及高能耗或有毒试剂，植物介导绿色合成具备环境友好与可规模化潜力。已有研究多关注新鲜组织，废弃海草废弃物作为AgNPs前驱体并与新鲜材料系统比较的研究不足，因此研究人员开展本研究以评估新鲜与海滩废弃波西多尼亚海草提取物合成AgNPs的性能差异与资源回收价值。

主要关键技术方法方面，样本为2024年12月至2025年3月阿尔及利亚东海岸Stora与La Marsa站采集的新鲜（POV）和自然脱落（POD）叶束；经冲洗、阴干、粉碎后制备水提物。研究人员采用高效液相色谱（HPLC）定性定量分析酚类与黄酮，顶空固相微萃取-气相色谱/质谱（HS-SPME-GC/MS）分析挥发物，AgNO₃在75–80 °C与pH 7条件下由植物提取物还原合成AgNPs；表征使用UV-vis、ATR-FTIR、XRD、ESEM、TEM、AFM与ζ电位；生物评价包括DPPH/ABTS抗氧化、琼脂孔扩散抗菌、MTT法HCT-116细胞毒、卤虫急性毒理及抗糖尿病、抗炎、抗溶血体外实验。

植物化学分析方面，HPLC与HS-SPME-GC/MS显示POV含更多酚酸与黄酮，鞣花酸、绿原酸、咖啡酸、没食子酸及芦丁含量更高；POD虽部分成分下降，但仍保留多元酚类、黄酮与挥发物，龙蒿醚在POD中占57.86%。结果表明脱落与海岸暴露改变化学轮廓，但废弃生物质仍具绿色合成所需植物化学成分。

AgNPs表征方面，UV-vis在462 nm（POV）与457 nm（POD）出现表面等离子共振（SPR）吸收；FTIR表明O–H/N–H、C=O、羧酸盐与C–O相关基团参与还原与稳定；XRD显示POV AgNPs以面心立方金属Ag为主并伴AgO反射，POD AgNPs为Ag与AgCl混合相，可能与海岸海水氯离子滞留有关；SEM见近球形、海绵状与聚集组装，TEM显示POV平均13.31 ± 5.2 nm、POD平均8.61 ± 2.6 nm且POD更小更窄；ζ电位分别为?37.42 mV与?34.85 mV，均具胶体稳定性；AFM显示POV表面更粗糙、POD更均匀，反映聚集体与植物化学包覆层差异。

总酚黄酮与抗氧化方面，POV提取物总酚11.9739 mg GAE g^?1 DW高于POD的6.1126 mg GAE g^?1 DW，黄酮分别为17.0214与15.15 mg RE g^?1 DW；POV AgNPs抗氧化能力强于POD AgNPs。

抗菌活性方面，琼脂孔扩散显示POD AgNPs对革兰阳性与革兰阴性菌更强，低至0.0625 mg mL^?1仍出现抑菌环（ZOI），说明废弃源AgNPs具更优抗菌潜力。

HCT-116细胞毒方面，MTT结果显示两者均剂量依赖抑制HCT-116细胞，POD AgNPs IC₅₀为2.22 ± 0.11 μg mL^?1，低于POV AgNPs的5.03 ± 0.25 μg mL^?1，提示更小粒径、Ag/AgCl相与表面化学可能共同增强肿瘤細胞毒作用。

卤虫急性毒理方面，24 h暴露显示中等毒性，POV存活率63.3 ± 5.8%至86.6 ± 5.8%，POD为73.3 ± 5.8%至86.6 ± 5.8%；POD毒性相对较低，且毒理浓度显著高于抗菌与抗癌有效浓度，说明治疗窗具一定优势。

其他活性方面，抗糖尿病、抗炎与抗溶血实验在测试条件下均未显示可检出活性，说明AgNPs主要功能不在于这些方向。

讨论与结论部分，研究人员指出新鲜与废弃波西多尼亚海草均可作为AgNPs绿色合成前驱体；POD虽经历衰老、干燥与海洋环境暴露，仍保留足够酚类、黄酮与挥发物以还原并稳定纳米银。POD AgNPs更小、表面更均匀且形成Ag/AgCl混合晶相，与其更强抗菌和更高HCT-116细胞毒相关；POV AgNPs则抗氧化更突出。卤虫毒理表明生态风险主要出现在远高于功能活性的浓度，支持废弃海草转化纳米材料的应用可行性。结论为：波西多尼亚海草来源AgNPs是具抗氧化、抗菌与结肠癌细胞毒潜力的可持续海洋衍生纳米材料，海滩废弃生物质可作为循环生物经济中的高值化原料，值得进一步开展生物医学与生物技术验证。