本文由Qasim Mohammed Hussain、Nasim Hayati Roodbari、Ehsan Yousefi、Seyed Mousa Mousavi-Kouhi和Ali Es-Haghi等作者共同完成，分别来自伊朗伊斯兰阿扎德大学、伊斯法罕大学、比尔詹德大学和马什哈德伊斯兰阿扎德大学等机构。该研究于2024年春季发表在《Nanomed Res J》期刊上，题为《Biosynthesis and Characterization of Selenium Nanoparticles Using Ceratonia Siliqua and Evaluation of Its Antimicrobial Properties》。研究主要探讨了利用角豆树（Ceratonia siliqua）提取物生物合成硒纳米颗粒（SeNPs）的抗菌性能。

研究背景

纳米材料因其独特的物理化学特性在生物医学领域引起了广泛关注，尤其是在抗菌和抗癌治疗方面。硒纳米颗粒（SeNPs）因其低毒性和独特的物理化学特性，成为开发新型药物的潜在候选者。研究表明，SeNPs可以通过多种机制抑制细菌生长，包括诱导氧化应激、破坏细胞膜和干扰DNA复制等。此外，植物提取物作为还原剂和稳定剂在纳米颗粒的生物合成中表现出高效、经济和环境友好的优势。因此，本研究旨在利用角豆树提取物合成SeNPs，并评估其抗菌性能。

研究方法

研究分为以下几个步骤： 1. 材料准备：使用角豆树提取物作为还原剂和稳定剂，制备SeNPs。具体步骤包括将角豆树粉末与去离子水混合搅拌24小时，过滤后得到提取物。 2. SeNPs合成：将五水合亚硒酸钠（Na₂SeO₃·5H₂O）溶解在角豆树提取物中，加入抗坏血酸溶液进行还原反应，最终通过离心和洗涤得到纯化的SeNPs。 3. 表征技术：使用粉末X射线衍射（PXRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、场发射扫描电子显微镜（FESEM）、能量色散X射线光谱（EDAX）、动态光散射（DLS）和Zeta电位等技术对SeNPs进行表征。 4. 抗菌性能评估：通过纸片扩散法和微量肉汤稀释法评估SeNPs对革兰氏阳性菌（如金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌）和革兰氏阴性菌（如大肠杆菌和铜绿假单胞菌）的抗菌活性。

研究结果

1. 物理化学表征：

   • PXRD分析表明，合成的SeNPs与标准硒晶体结构（参考号00-001-0853）一致，显示出良好的结晶性。
   • FTIR光谱显示，SeNPs表面存在有机残留物，表明角豆树提取物中的生物分子参与了纳米颗粒的稳定化。
   • FESEM图像显示，SeNPs呈球形，且表面被有机物质包裹。
   • DLS分析表明，SeNPs的平均流体动力学尺寸为199 nm，Zeta电位为-21.88 mV，表明其在溶液中具有良好的稳定性。

2. 抗菌性能：

   • SeNPs对革兰氏阳性菌（如金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌）表现出显著的抑制作用，但对革兰氏阴性菌（如大肠杆菌和铜绿假单胞菌）的抑制作用较弱。
   • 微量肉汤稀释法结果显示，SeNPs对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的最小抑菌浓度（MIC）分别为100 µg/mL和150 µg/mL，最小杀菌浓度（MBC）分别为125 µg/mL和175 µg/mL。

结论

本研究成功利用角豆树提取物合成了具有良好抗菌性能的SeNPs。通过多种表征技术，证实了SeNPs的球形形态、结晶性和表面有机残留物的存在。抗菌实验表明，SeNPs对革兰氏阳性菌具有显著的抑制作用，这为其在未来的抗菌药物开发中提供了潜在的应用价值。然而，仍需进一步研究其生物相容性和安全性，以推动其临床应用。

研究亮点

1. 绿色合成方法：利用植物提取物合成SeNPs，具有环保和经济优势。
2. 多功能表征：通过多种技术全面表征SeNPs的物理化学特性。
3. 显著的抗菌性能：SeNPs对革兰氏阳性菌表现出高效的抑制作用，为其在抗菌药物中的应用提供了实验依据。

研究意义

本研究不仅为SeNPs的绿色合成提供了新方法，还为其在抗菌治疗中的应用奠定了基础。未来，SeNPs有望成为一种新型抗菌剂，用于对抗耐药性细菌感染。此外，该研究还为其他金属纳米颗粒的生物合成和抗菌性能研究提供了参考。