利用无花果（Ficus carica）提取物实现铜纳米颗粒的绿色合成：表征及其抗菌应用

《Journal of Pharmaceutical Innovation》：Green Synthesis of Copper Nanoparticles using Ficus carica Extract: Characterization and Antimicrobial Applications

以无花果叶和果汁为原料合成铜纳米颗粒，系统评估其抗菌、抗真菌、抗生物膜及抗胞外多糖活性，证实其绿色制备方法与优异生物相容性，为可持续纳米抗菌剂开发提供新思路。

　　

摘要

背景

纳米技术已成为一个具有深远影响的变革性领域，其在医学、农业和环境科学领域都发挥着重要作用。传统的纳米粒子合成方法通常涉及有毒化学物质，因此需要开发环保的绿色合成方法。本研究利用药用植物Ficus carica作为天然还原剂来合成铜纳米粒子，旨在评估其广谱抗菌和抗生物膜性能，以作为可持续的替代方案。

方法

铜纳米粒子（Cu-NPs）是使用水提取的叶子和果实提取物合成的，并通过紫外-可见光谱（UV–Visible Spectroscopy）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）进行了表征。抗菌活性通过琼脂孔扩散试验（Agar Well Diffusion assays）在2–8 μg/mL的浓度下针对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌进行了评估。抗真菌、抗生物膜和抗菌膜活性则通过标准抑制试验和生物量减少试验进行了定量分析。

结果

紫外-可见光谱分析显示，在300至400纳米范围内有特征吸收峰。XRD确认了这些铜纳米粒子为单斜晶系晶体，而SEM观察结果显示它们主要为球形。傅里叶变换红外光谱鉴定出参与纳米粒子还原和稳定的酚类、酰胺、巯基、烷基和醚类官能团。从叶子中提取的铜纳米粒子对Xanthomonas axonopodis的抗菌活性最强（8 μg/mL时抑制圈为21.0 ± 1.41毫米），而从果实中提取的铜纳米粒子对Pseudomonas aeruginosa的抗菌效果最佳（8 μg/mL时抑制圈为19.5 ± 0.70毫米）。Staphylococcus aureus的抑制圈达到17.0 ± 1.41毫米，而Ralstonia solanacearum的敏感性最低（12.0 ± 1.41毫米）。抗真菌试验表明，来自叶子的铜纳米粒子在8 μg/mL浓度下对Aspergillus niger的抑制效果显著（抑制圈为20.5 ± 0.70毫米），来自果实的铜纳米粒子在2 μg/mL浓度下对Fusarium oxysporum的抑制效果显著（抑制圈为15.0 ± 2.82毫米）。抗生物膜分析显示，在18 μg/mL浓度下铜纳米粒子显著减少了S. aureus的生物膜形成；革兰氏阴性菌株的生物膜抑制作用表现为中等至较弱。抗菌膜试验结果显示，在30 μg/mL浓度下铜纳米粒子几乎完全破坏了S. aureus的菌膜，在X. axonopodis和Clavibacter michiganensis中表现出中等程度的抑制，在R. solanacearum中抑制作用较弱。

结论

从Ficus carica叶子和果实提取物中绿色合成的铜纳米粒子表现出浓度依赖性的抗菌、抗真菌、抗生物膜和抗菌膜活性。这些发现支持了F. carica衍生的铜纳米粒子作为生物相容性抗菌剂的潜力，适用于未来的生物技术和医药应用，值得进一步深入的机制研究和体内实验。