叶驱动的纳米技术：利用姜（Zingiber officinale）叶提取物环保合成抗菌银纳米颗粒

《Journal of Pharmaceutical Innovation》：Leaf-driven Nanotechnology: Eco-friendly Synthesis of Antibacterial Silver Nanoparticles Using Zingiber officinale leaf extract

本研究采用姜叶提取物作为生物还原剂和稳定剂，成功合成了均匀分散的AgNPs。通过调节提取液体积（10-30 mL），结合UV-Vis、PL、FTIR和TEM表征，确定最佳体积为20-25 mL，纳米颗粒平均粒径20.8±0.5 nm。姜叶中的姜酚、姜辣素等活性成分通过氧化还原和功能基团（-OH、-COOH、-NH?）实现还原与稳定化。抗菌实验表明，AgNPs对枯草芽孢杆菌和人大肠杆菌具有显著抑制作用，机制涉及膜破坏、ROS产生、酶抑制和DNA干扰。该绿色合成方法为可持续、经济的生物功能AgNPs制备提供了新途径，适用于抗菌和生物医学应用。

　　

摘要

本研究提出了一种利用姜（Zingiber officinale）叶提取物作为生物还原剂和稳定剂来合成银纳米粒子（AgNPs）的绿色方法。该叶提取物富含姜醇、姜辣素、姜酮和黄酮类等植物化学物质，由于其中存在的氧化还原反应以及羟基（OH）、羧基（COOH）和氨基（NH?）等官能团，能够有效将Ag⁺离子还原为元素银（Ag⁰）。生成的Ag⁰原子会聚集形成分散良好的AgNPs，而植物化学物质形成的包覆层则防止了纳米粒子的聚集并提高了其胶体稳定性。通过改变提取物体积（10–30 mL）对合成过程进行了优化，随后通过紫外-可见光谱（UV-Vis）、光致发光（PL）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）和透射电子显微镜（TEM）对纳米粒子进行了全面表征。UV-Vis和PL分析表明，在使用20–25 mL提取物时AgNPs的生成效果最佳且结晶度最高；TEM观察结果显示这些纳米粒子呈均匀球形，平均粒径为20.8 ± 0.5 nm。FTIR证实了生物活性官能团在还原和稳定过程中起到了关键作用。通过琼脂孔扩散实验测试了其抗菌效果，发现其对枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）和大肠杆菌（Escherichia coli）具有显著的抑制作用，这种抑制作用源于多种机制，包括膜破坏、活性氧（ROS）的产生、酶活性抑制以及DNA干扰。研究结果证实了姜叶提取物作为一种可持续、经济可行的试剂，具有生产环境友好、稳定性高且具有生物功能的AgNPs的潜力，这些纳米粒子可应用于抗菌和生物医学领域。

图形摘要