《Sustainable Chemistry One World》：Green synthesized colloidal silver nanoparticles using
Eugenia australis green leaf extract; Exploring spectrophotometric sensing of mercuric ion, antibacterial and antioxidant activity
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基于《Eugenia australis》叶提取物合成的稳定银纳米颗粒具有高效汞离子检测（限值0.2 ppb）、71.7%自由基清除能力和显著抗菌活性（抑菌圈10-22mm）。
作者：Shijith Thomas、Richard A. Gonsalves、Sithara Tom、Jyothi C. Mary、Namitha Hydrose、Anupama R. Prasad、Julia Garvasis
印度卡努尔Vimal Jyothi工程学院应用科学与人文系，邮编670632
摘要
本文通过利用Eugenia australis的叶提取物，采用绿色生物还原工艺合成了稳定的胶体银纳米颗粒。样品在紫外-可见光谱中400纳米处出现特征峰，证实了银纳米颗粒（Ag NPs）的形成。傅里叶变换红外光谱（FTIR）数据表明，该提取物中含有有助于纳米颗粒还原和稳定的植物化学官能团。高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）、能量色散X射线光谱（EDX）和ζ电位分析结果显示，这些纳米颗粒呈球形，平均直径为25.38纳米，表面电荷为-15.1毫伏。当暴露于Hg2?离子时，表面等离子体共振（SPR）峰强度显著降低，表明这些纳米颗粒具有选择性地检测汞的能力，检测限可达0.2 ppb。这些银纳米颗粒的抗氧化活性高达71.7%，并且对Klebsiella pneumoniae的抑菌效果为13–22 mm，对Staphylococcus aureus为10–16 mm，对Pseudomonas aeruginosa为14–20 mm。据我们所知，这项工作介绍了一种新型且环保的合成稳定胶体银纳米颗粒的方法，这些纳米颗粒同时具备显著的抗氧化、抗菌和重金属传感性能。
引言
银纳米颗粒因其抗菌、抗微生物和抗炎特性而成为近期研究的焦点。由于其高表面积与体积比，银纳米颗粒在催化、光子学、生物学和电子学等领域也得到了应用[1]。传统上，这些纳米颗粒是通过化学、物理和生物方法合成的[2][3]。其中最常用的两种物理方法是激光烧蚀和蒸发-冷凝法，但激光烧蚀过程耗能巨大，蒸发-冷凝法速度较慢且能耗较高，因此不具备长期可持续性[4]。最常用的合成方法是通过化学还原反应，使用无机或有机还原剂[2]。然而，合成的银纳米颗粒表面会残留溶剂化学物质。当用于药物递送、抗菌或其他需要将纳米颗粒植入人体的应用时，这些有毒化学物质极具危害性[4][5]，这限制了其在医学领域的应用。生物合成方法作为一种更合适且环保的替代方案，具有更高的安全性，最终产物更纯净[6][7]。生物合成方法能产生大小均匀、性质明确的纳米颗粒[4][8]。已有研究利用多种微生物及其副产品合成银纳米颗粒[9]，但这些方法需要频繁维护微生物培养[1]。自20世纪初以来，人们就认识到植物提取物具有还原金属离子的能力，但具体参与的还原剂类型尚不清楚[8]。
近年来，人们对植物提取物衍生纳米颗粒的兴趣显著增加。这类纳米颗粒具有高灵敏度、易于使用、成本低廉、生物相容性好、尺寸和形状可控、结构及表面特性适合作为杀菌剂等优点。植物中的植物化学物质作为强还原剂，可一步完成纳米颗粒的合成[10]。虽然已有研究使用多种植物提取物（如姜黄花提取物[11]、阿拉比卡咖啡叶提取物[12]、Inula viscosa提取物[13]、Artemisia vulgaris提取物[14]、Teucrium apollinis提取物[15]）合成银纳米颗粒，但尚未有使用Eugenia australis提取物的相关报道。
生物合成的银纳米颗粒具有多种功能，其独特的表面和光学特性使其适用于环境污染物检测等传感应用。汞是一种有害污染物，亟需关注：即使微量接触也会对健康和环境造成严重影响，世界卫生组织将其列为十大公共卫生威胁之一[16]。汞天然存在，但人类活动（尤其是工业过程）也会释放汞，对免疫系统、消化系统和神经系统等造成损害[17]。传统方法检测汞速度慢、成本高，不适合现场监测。为了减少环境危害、保护人类健康并及早识别汞污染水平，快速便携的传感器至关重要[18]。基于纳米材料的传感器（尤其是含有银纳米颗粒的传感器）因高表面反应性和独特的光学响应而受到广泛关注[18]。
此外，绿色合成的银纳米颗粒表现出显著的生物活性。它们通过多种协同机制发挥抗菌作用：首先附着在细胞壁上，破坏细胞膜完整性；随后通过产生活性氧（ROS）损伤DNA、脂质和蛋白质等关键细胞成分；最后释放银离子，与核酸和酶反应，抑制细胞功能。这些纳米颗粒还能破坏生物膜并抑制细菌的群体感应能力[19][20]。绿色银纳米颗粒还具有抗氧化活性，这得益于其表面植物基封端剂通过清除自由基（如DPPH●）实现的电子或氢原子捐赠[21]。
尽管文献中已有关于银纳米颗粒的生物合成及其在金属传感、抗菌和抗氧化方面的应用研究，但尚未报道使用Eugenia australis提取物的研究。该植物提取物的独特成分可能影响纳米颗粒的形成、稳定性和功能。因此，本研究旨在利用Eugenia australis的绿色叶提取物合成稳定的胶体银纳米颗粒，并评估其多功能性能，包括纳米颗粒的形成、官能团、形态、组成和表面电荷。同时，还研究了Hg2+离子的光谱检测、抗氧化活性（DPPH测定）以及对抗Klebsiella pneumoniae、Staphylococcus aureus和Pseudomonas aeruginosa的抗菌活性。
Eugenia australis叶提取物的制备
制备Eugenia australis叶提取物时，先将新鲜健康的叶片用蒸馏水清洗三次，然后用研钵和杵将其研磨成细粉。加入250毫升甲醇（Merck-99.6%），再通过Whatman No 1滤纸过滤，得到甲醇提取物（滤液），并将其保存在-20°C环境中。
利用Eugenia australis叶提取物合成银纳米颗粒
首先制备Eugenia australis的甲醇叶提取物...
结果与讨论
本研究在最佳反应条件下，使用Eugenia australis的甲醇叶提取物合成了胶体银纳米颗粒。反应介质颜色从红色变为棕黑色，表明银纳米颗粒成功生成。通过测量不同时间点的紫外-可见光谱确定总反应时间。胶体银纳米颗粒的吸收光谱见图1，其中470纳米处的等离子体带非常明显...
结论
本研究成功利用Eugenia australis的叶提取物作为天然还原和封端剂，生物合成了环保、高效且稳定的胶体银纳米颗粒。这些纳米颗粒呈球形，分散性良好，平均粒径为25纳米，表面带负电荷，表现出良好的胶体稳定性。在汞离子存在下，它们的SPR峰强度降低，表明具有优异的汞离子检测能力...
作者贡献声明
Richard A Gonsalves：可视化、验证、监督、资源提供。
Shijith Thomas：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化、方法学研究、概念构建。
Jyothi C Mary：初稿撰写、资源管理、数据整理。
Sithara Tom：初稿撰写、正式分析、数据整理。
Prasadc Anupama R：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写。
Namitha Hydrose：初稿撰写。
Julia Garvasis：撰写 – 审稿...
资金来源
本研究未获得任何公共、商业或非营利机构的资助。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
