《Frontiers in Chemistry》：Gazania rigens (L.) gaertn leaf extract-inspired innovative synthesis of silver nanoparticles and promising applications as antibacterial and cytotoxic agents
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研究人员采用Gazania rigens var. uniflora叶片提取物作为生物还原剂，成功合成了银纳米颗粒（G-AgNPs），并对其理化性质及生物活性进行了系统评估。通过动态光散射（DLS）、透射电子显微镜（TEM）、能量色散X射线光谱（EDX）和傅里
研究人员采用Gazania rigens var. uniflora叶片提取物作为生物还原剂，成功合成了银纳米颗粒（G-AgNPs），并对其理化性质及生物活性进行了系统评估。通过动态光散射（DLS）、透射电子显微镜（TEM）、能量色散X射线光谱（EDX）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等技术表征，证实所得纳米颗粒呈球形、单分散，平均水动力直径为135.4 nm，TEM测得粒径范围为14–44 nm。FTIR与EDX分析表明，植物源 phytochemicals 作为封端剂稳定了银纳米颗粒，并含有元素银特征峰。抗菌实验显示，G-AgNPs及氨苄西林联合型G-AgNPs对金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、变形链球菌（Streptococcus mutans）和大肠杆菌（Escherichia coli）均表现出抑制活性，其中联合型呈现部分相加效应。细胞毒性测试表明，G-AgNPs对三阴性乳腺癌细胞系MDA-MB-231的细胞毒性显著高于非癌乳腺上皮细胞MCF-10A，提示其具有选择性杀伤肿瘤细胞的潜力。该研究首次将G. rigens用于兼具抗菌与抗癌活性的银纳米颗粒开发，为其在生物医学领域的应用提供了实验依据。
研究背景与意义
耐药病原菌的出现及化疗药物对正常组织的毒副作用，促使研究人员寻找新型治疗策略。银纳米颗粒（AgNPs）因其广谱抗菌及抗肿瘤活性，成为纳米医学的研究热点。然而，传统化学合成法存在环境污染及生物相容性差等问题，因此利用植物提取物进行绿色合成成为重要方向。Gazania rigens（L.）Gaertn.作为菊科观赏植物，富含酚酸与黄酮类化合物，具备抗氧化及肝保护作用，但其提取物的银纳米颗粒在生物医学领域的应用尚未被充分探索。本研究旨在利用G. rigens var. uniflora叶片提取物合成银纳米颗粒，系统评价其理化特性、抗菌活性及对乳腺癌细胞的细胞毒性，并首次探讨其与抗生素氨苄西林的联合效应，为开发新型抗菌药物及抗癌制剂提供实验基础。相关成果发表于《Frontiers in Chemistry》。
关键技术方法
研究人员采集沙特阿拉伯利雅得皇家委员会苗圃的G. rigens var. uniflora幼叶，制备水提液后与硝酸银反应合成银纳米颗粒。采用紫外-可见光谱（UV-Vis）检测表面等离子体共振峰，DLS测定水动力直径及Zeta电位，TEM观察形貌与粒径分布，EDX分析元素组成，FTIR鉴定植物化学成分参与的还原与封端作用。抗菌活性通过琼脂孔扩散法和微量肉汤稀释法测定，评估对革兰氏阳性菌（S. aureus、S. mutans）和革兰氏阴性菌（E. coli、K. pneumoniae）的最低抑菌浓度（MIC）与最低杀菌浓度（MBC）。氨苄西林联合纳米颗粒通过共组装法制备，并以相同方法测试抗菌效果。细胞毒性实验采用MTT法，检测G-AgNPs对人三阴性乳腺癌细胞MDA-MB-231及正常乳腺上皮细胞MCF-10A的半数抑制浓度（IC50），统计分析采用单因素方差分析（ANOVA）及剂量-反应曲线拟合。
研究结果
3.1 生物合成与表征
G-AgNPs在合成过程中溶液颜色由浅黄变为深褐，UV-Vis光谱在430.3 nm处出现表面等离子体共振峰，证实纳米颗粒形成。TEM显示颗粒多为球形或准球形，粒径14–44 nm，少量团聚。DLS测得水动力直径为135.4 nm，多分散指数（PDI）为0.223，表明颗粒分散性良好；Zeta电位为?13 mV，提示中等胶体稳定性。EDX检测到银元素特征峰（~3 keV）及碳、氧信号，来源于植物化学成分的封端层。FTIR光谱中3285 cm-1和1636 cm-1处的吸收峰分别对应O–H伸缩振动和C=O/酰胺Ⅰ带，证实黄酮类及多酚类物质参与还原与稳定过程。
3.2 抗菌效能
G. rigens叶片提取物单独无显著抗菌活性，而G-AgNPs对四种受试菌株均产生抑制圈（9.25–17.75 mm），MIC值为0.062–0.125 mg/mL，MBC值为0.125–0.250 mg/mL，符合非耐受性标准。氨苄西林联合G-AgNPs在所有菌株中均表现出比单一组分更大的抑制圈（18–24.5 mm），呈现部分相加效应，尤其在S. aureus中敏感性最高。机制可能与纳米颗粒增强抗生素进入细菌细胞的能力有关。
3.3 细胞毒性潜力
MTT实验显示，G-AgNPs对MDA-MB-231的IC50为78.66 μg/mL，显著低于MCF-10A的251.8 μg/mL（P<0.0001），表明其对癌细胞的选择性杀伤作用。该选择性可能源于癌细胞较高的代谢活性、膜流动性及通过网格蛋白依赖性内吞途径更易摄取纳米颗粒。植物化学成分封端层可能进一步提高生物相容性并增强靶向性。
讨论与结论
本研究首次证明G. rigens var. uniflora叶片提取物可作为高效绿色还原剂合成银纳米颗粒，其粒径可控、分散性佳，并在体外表现出良好的抗菌及选择性抗癌活性。氨苄西林联合型G-AgNPs的部分相加效应为克服耐药菌感染提供了潜在策略。尽管结果令人鼓舞，但研究仅限体外模型，尚需进一步开展体内药效学、毒理学及机制研究，以验证其临床转化价值。总体而言，G-AgNPs在抗菌药物开发与肿瘤靶向治疗领域具有广阔的应用前景。
