综述：次级代谢产物在金属及金属氧化物纳米粒子合成中的意义及其应用

《The Science of Nature》：Significance of secondary metabolites for synthesis of metal and metal oxide nanoparticles and their applications

　　

摘要

次级代谢产物是由植物、真菌和微生物产生的一类多样性生物活性化合物，在生态互作和防御机制中发挥着至关重要的作用。近年来，这些代谢产物作为天然的还原剂、稳定剂和包覆剂，在金属和金属氧化物纳米颗粒（NPs）的绿色合成领域引起了广泛关注。黄酮类、生物碱、萜类、皂苷、单宁和多酚酸等植物化学物质具有能够介导金属离子还原为纳米级形态的功能基团，同时提供抗聚集稳定性。这种环境友好的合成方法相比传统物理和化学方法具有多项优势，包括降低毒性、减少能耗和成本效益更高。次级代谢产物的性质和浓度直接影响纳米颗粒的尺寸、形态和功能特性，进而决定其潜在应用。利用次级代谢产物合成的金属和金属氧化物纳米颗粒在抗菌、抗氧化、抗癌和抗炎治疗以及环境修复、生物传感和催化等领域表现出广泛的应用前景，其生物相容性和稳定性使其成为生物医学器件和农业制剂应用的理想候选者。本文讨论了次级代谢产物介导纳米颗粒合成的生化机制、影响合成效率的因素以及此类生物衍生纳米材料的多种应用。重点强调了利用植物和微生物来源代谢产物进行规模化纳米颗粒生产以满足全球医学、农业和环境管理需求的可持续潜力。

图形摘要

次级代谢产物是由植物、真菌和微生物产生的一类多样性生物活性化合物，在生态互作和防御机制中发挥着至关重要的作用。近年来，这些代谢产物作为天然的还原剂、稳定剂和包覆剂，在金属和金属氧化物纳米颗粒（NPs）的绿色合成领域引起了广泛关注。黄酮类、生物碱、萜类、皂苷、单宁和多酚酸等植物化学物质具有能够介导金属离子还原为纳米级形态的功能基团，同时提供抗聚集稳定性。这种环境友好的合成方法相比传统物理和化学方法具有多项优势，包括降低毒性、减少能耗和成本效益更高。次级代谢产物的性质和浓度直接影响纳米颗粒的尺寸、形态和功能特性，进而决定其潜在应用。利用次级代谢产物合成的金属和金属氧化物纳米颗粒在抗菌、抗氧化、抗癌和抗炎治疗以及环境修复、生物传感和催化等领域表现出广泛的应用前景，其生物相容性和稳定性使其成为生物医学器件和农业制剂应用的理想候选者。本文讨论了次级代谢产物介导纳米颗粒合成的生化机制、影响合成效率的因素以及此类生物衍生纳米材料的多种应用。重点强调了利用植物和微生物来源代谢产物进行规模化纳米颗粒生产以满足全球医学、农业和环境管理需求的可持续潜力。

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