《Inorganic Chemistry Communications》：Green synthesis of Ag NPs using Datura Metel seed extract and its nanocomposites with CMC for anti-inflammatory applications
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Saja A. Althobait|Abdur Rauf|Zubair Ahmad|Jamilah A. Asiri沙特阿拉伯阿尔卡吉，萨塔姆·本·阿卜杜勒阿齐兹大学科学与人文学院化学系，邮编11942摘要随着对可持续且具有生物活性的材料需求不断增加，人们开始研发用于生物医学领域
Saja A. Althobait|Abdur Rauf|Zubair Ahmad|Jamilah A. Asiri
沙特阿拉伯阿尔卡吉，萨塔姆·本·阿卜杜勒阿齐兹大学科学与人文学院化学系，邮编11942
摘要
随着对可持续且具有生物活性的材料需求不断增加，人们开始研发用于生物医学领域的植物介导纳米复合材料。本研究采用绿色合成方法，以曼陀罗种子提取物作为天然还原剂和稳定剂来制备银纳米粒子，再将这些纳米粒子掺入可降解的羧甲基纤维素基质中，从而制成名为CMC/DMSE-AgNP的纳米复合膜。紫外-可见光谱分析显示，430纳米处的特征表面等离子体共振峰证实了银纳米粒子的形成。傅里叶变换红外光谱分析表明，羟基、羰基/羧酸根、胺基以及C–O/C–N官能团在银离子还原、纳米粒子稳定以及与CMC基质的相互作用中发挥了作用。扫描电子显微镜分析显示，复合膜表面较为粗糙，且含有银纳米粒子的区域分布不均；能谱分析则确认了纳米复合膜中存在碳、氧和银元素。在卡拉胶诱导的足部水肿模型中，该纳米复合膜在第1、2、3、4、5、6小时分别表现出44.16%、63.09%、89.86%、85.45%、79.91%和75.34%的抑制效果，其中第3小时的抑制效果最佳。在组胺诱导的足部水肿模型中，其在第1至6小时的抑制效果分别为70.57%、85.98%、74.33%、60.78%、55.21%和47.19%，最高抑制效果出现在第2小时。这种优异的抑炎效果可能是由于曼陀罗植物化学成分、银纳米粒子以及具有稳定作用的CMC基质共同作用的结果。这些研究结果表明，CMC/DMSE-AgNP纳米复合膜是一种具有应用前景的环保型材料，可用于抗炎生物医学领域。
引言
炎症是免疫系统对受损细胞、病原体、毒素或刺激物等有害因素所产生的生理反应[1]、[2]。虽然急性炎症在维持机体生理平衡方面起着保护作用，但长期或失控的炎症反应则与多种慢性疾病相关，比如关节炎、心血管疾病、神经退行性疾病、糖尿病以及某些癌症[3]、[4]、[5]。传统的抗炎药物，包括非甾体抗炎药和皮质类固醇，被广泛用于治疗炎症性疾病[6]、[7]。然而，长期使用这类药物往往会导致严重的副作用，如胃肠道问题、肾脏毒性以及免疫功能抑制[7]、[8]。因此，人们越来越倾向于开发源自天然物质的替代性治疗材料，以提高其安全性和生物相容性[9]。
近年来，纳米技术为设计具有更高治疗潜力的先进生物医学材料提供了新的可能[10]、[11]、[12]。银纳米粒子因其较高的表面积与体积比以及多样的生物活性而备受关注，在众多纳米材料中尤为突出[13]、[14]、[15]、[16]。除了众所周知的抗菌特性外[17]、[18]、[19]，银纳米粒子还具有很强的抗炎和抗氧化作用[20]、[21]。人们认为，它们之所以能发挥这些作用，是因为能够调节炎症通路、抑制促炎因子的生成、控制活性氧水平，并干扰参与炎症反应的细胞信号分子[22]、[23]。
传统的银纳米粒子合成方法，如化学还原法[24]、热分解法[25]以及电化学法[26]，往往需要使用有毒化学品、危险溶剂，且能耗较高。这类方法不仅存在环境安全隐患，还会限制所合成纳米粒子的生物医学应用前景[27]。为了解决这些问题，绿色合成作为一种环保且可持续的替代方案逐渐受到重视[28]。绿色合成利用植物提取物、微生物、酶类及生物分子等生物资源作为还原剂和稳定剂来制备纳米粒子[29]、[30]。在各类绿色合成方法中，植物介导的合成方法颇具优势，因为它操作简单、成本低廉、易于大规模生产，而且不会引入致病微生物[31]、[32]。用于合成纳米粒子的植物提取物中可能含有多种植物化学成分，这些成分可以共同起到还原、封端和稳定纳米粒子的作用[33]。此外，由于含有这些具有生物活性的分子，如抗氧化剂和抗炎物质，合成出的纳米粒子往往具有更强的生物活性[34]。
曼陀罗是茄科的一种药用植物，长期以来一直被用作传统草药，用于治疗多种疾病[35]。曼陀罗种子中含有多种生物活性分子，包括生物碱（阿托品、东莨菪碱）、酚类化合物、黄酮类物质以及其他次生代谢产物[36]。这些植物化学成分以其强大的还原能力而闻名，同时还具有显著的药理作用，比如抗氧化和抗炎效果[37]。有研究表明，与叶片提取物相比，曼陀罗种子的水提取物中含有更多的总酚类化合物和生物碱[38]。因此，曼陀罗种子提取物是一种极具潜力的绿色合成金属纳米粒子的原料[39]、[40]。尽管曼陀罗具有药用价值，但它含有大量的阿托品和东莨菪碱等托品类生物碱，使用时需格外谨慎。近年来的毒理学研究显示，长期接触未经处理的曼陀罗种子制剂可能会对神经系统和肝脏造成损害，因此在将其用于生物医学领域时必须十分小心[41]。除了纳米粒子之外，可降解聚合物材料也因其在生物医学和制药领域的广泛应用而备受关注[42]。羧甲基纤维素是一种水溶性纤维素衍生物，由于其储量丰富、可降解、无毒且具备良好的成膜性能，因此被广泛研究[43]、[44]。羧甲基纤维素具有出色的物理化学性质，如良好的机械强度、柔韧性和生物相容性，非常适合用于药物递送系统、伤口敷料以及生物医学薄膜的制备[45]。不过，纯羧甲基纤维素本身缺乏内在的治疗功能，这限制了其在生物活性系统中的直接应用[44]。
将生物活性纳米粒子掺入聚合物基质中，是提升生物聚合物功能性能的有效策略[46]。将植物介导的银纳米粒子嵌入羧甲基纤维素基质中，不仅可以提高所得纳米复合膜的抗氧化和抗炎性能，还能保持聚合物体系的生物相容性和可降解性，进而提升其生物性能。
本研究报道了利用曼陀罗种子提取物进行银纳米粒子的绿色合成，并将其掺入羧甲基纤维素基质中，从而制备出可降解的纳米复合膜。尽管利用植物合成银纳米粒子已取得不少成果，但以曼陀罗种子提取物为原料并将其用于基于羧甲基纤维素的纳米复合材料的研究仍然相对较少。本研究将绿色合成、可降解聚合物的整合以及抗炎性能评估结合在同一个研究体系中，为开发具有生物活性的纳米复合材料提供了一种可持续的方法。我们通过多种光谱学和显微技术对所合成的纳米粒子及纳米复合膜进行了系统研究。此外，还通过卡拉胶和组胺诱导的足部水肿模型，评估了这些材料的抗炎效果。总体而言，本研究结果对于将可持续的植物基复合材料应用于基于银纳米粒子的抗炎生物医学领域具有重要的参考价值。
章节摘录
材料
除特别说明外，所有化学品均按其原始状态使用，包括硝酸银（分析级）、羧甲基纤维素、卡拉胶、组胺、双氯芬酸钠、乙醇和丙酮。所有实验均使用蒸馏水。所用的曼陀罗种子取自巴基斯坦开伯尔-普赫图赫瓦省的迪尔地区，在使用前已对其进行了鉴定，其凭证标本编号为UOS/Bot-159。
曼陀罗种子提取物的制备
采集到的曼陀罗种子首先用蒸馏水清洗，以去除
紫外-可见光谱分析
经曼陀罗处理的银纳米粒子的紫外-可见吸收光谱在430纳米处出现了一个清晰且强烈的吸收峰，这一特征与银纳米粒子的表面等离子体共振现象相符，如图1a所示。该表面等离子体共振峰的存在证明了种子提取物中的植物化学成分成功地将银离子还原为金属银纳米粒子。表面等离子体共振峰的位置和形状会受到粒子大小、形态等因素的影响
结论
本研究展示了利用曼陀罗种子提取物进行银纳米粒子的绿色合成，并将其掺入羧甲基纤维素基质中，从而制备出CMC/DMSE-AgNPs纳米复合膜。紫外-可见光谱分析通过430纳米处的表面等离子体共振峰证实了银纳米粒子的形成，而傅里叶变换红外光谱分析则表明，羟基、羰基/羧酸根、胺基以及多糖相关官能团在银纳米粒子的还原、稳定以及与CMC基质的相互作用过程中发挥了作用。所制备的
CRediT作者贡献说明
Saja A. Althobait：正式分析、数据整理、概念构建。Abdur Rauf：正式分析、数据整理、概念构建。Zubair Ahmad：正式分析、数据整理、概念构建。Jamilah A. Asiri：正式分析、数据整理、概念构建。
利益冲突声明
作者声明，他们不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益或个人关系。
致谢
作者感谢萨塔姆·本·阿卜杜勒阿齐兹大学为本研究提供的资金支持，项目编号为（PSAU/2025/02/32923）
Saja A. Althobaiti是沙特阿拉伯萨塔姆·本·阿卜杜勒阿齐兹大学科学与人文学院化学系的助理教授。她的研究领域包括纳米生物技术、聚合物、电化学、能量转换与储存、绿色氢能技术以及电化学传感器。她已在多本国际知名期刊上发表过多篇论文。
