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为解决传统纳米材料合成的环境和健康问题,研究人员开展了利用大马士革玫瑰花瓣提取物绿色合成氧化锌纳米颗粒(G-ZnO NPs)的研究。结果显示,G-ZnO NPs 在抗氧化、抗菌等多方面性能优异,有望应用于多个行业,具有重要意义。
在科技飞速发展的当下,纳米材料凭借独特性能在众多领域崭露头角。其中,氧化锌纳米颗粒(ZnO NPs)因具备抗菌、光催化等多种特性,广泛应用于工业、农业、医学等诸多方面。然而,传统化学合成法常使用危险化学试剂,不仅污染环境,还可能影响产品质量和安全性。在此背景下,绿色合成技术应运而生,成为科研人员关注的焦点。
为探寻更环保、高效的纳米材料合成途径,来自伊朗乌尔米亚大学等机构的研究人员展开了深入研究。他们以大马士革玫瑰花瓣为原料,通过绿色合成法制备出 G-ZnO NPs,并对其进行全面表征,同时研究了该纳米颗粒在抗氧化、抗菌、抗糖尿病、抗阿尔茨海默病以及光催化等方面的性能,相关研究成果发表在《Heliyon》上。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,采用乙醇提取法获取大马士革玫瑰花瓣提取物,用于合成 G-ZnO NPs;其次,运用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X 射线衍射(XRD)和紫外 - 可见光谱(UV - Vis)等技术对合成的纳米颗粒进行表征;最后,通过 DPPH 自由基清除实验、抑菌实验、酶抑制实验等分别测定其抗氧化、抗菌、抗糖尿病和抗阿尔茨海默病的性能,利用光催化降解实验评估其光催化性能。
研究结果如下:
- 纳米颗粒的表征:FESEM 和透射电子显微镜(TEM)分析显示,G-ZnO NPs 呈球形,直径在 44.66 - 83.74nm 之间,纯度达 93.2% 。XRD 分析表明其具有典型的 ZnO 晶体结构,属于六方晶系。FT-IR 光谱检测到了与 ZnO NPs 相关的多种官能团,证明植物提取物在纳米颗粒合成过程中发挥了重要作用。UV - Vis 光谱在 377nm 处出现特征吸收峰,进一步证实了 G-ZnO NPs 的成功合成。
- 抗氧化活性:通过 DPPH 法测定,G-ZnO NPs 的抗氧化活性显著高于两种商业 ZnO NPs,其清除 DPPH 自由基的能力可达 46.49% ,表明其具有良好的抗氧化性能。
- 光催化性能:在对亚甲基蓝的光催化降解实验中,G-ZnO NPs 的降解率达到 61%,高于商业 C-ZnO NPs1(53.65%)和 C-ZnO NPs2(25.63%),展现出优异的光催化活性。
- 抗菌性能:采用 Kirby - Bauer 纸片扩散法研究发现,G-ZnO NPs 对大肠杆菌(Escherichia coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)均有显著抑制作用,且抑制效果优于部分商业 ZnO NPs,其抑菌效果与浓度相关。
- 抗糖尿病和抗阿尔茨海默病性能:在 α - 葡萄糖苷酶和乙酰胆碱酯酶(AchE)抑制实验中,G-ZnO NPs(600μg/ml)对这两种酶的抑制作用均强于商业 C-ZnO NPs1 和 C-ZnO NPs2,显示出潜在的抗糖尿病和抗阿尔茨海默病应用前景。
研究结论和讨论部分指出,G-ZnO NPs 在多个领域展现出巨大潜力。在纺织行业,其高效的光催化性能可用于处理印染废水;在食品领域,抗菌特性使其有望应用于食品包装,延长食品保质期;在医学方面,抗氧化、抗糖尿病和抗阿尔茨海默病的性能为相关疾病的治疗提供了新的研究方向。此外,绿色合成法不仅环保,还能利用植物提取物中的生物活性成分提升纳米颗粒性能。然而,目前对于纳米颗粒在体内的作用机制和安全性仍需进一步研究。总体而言,该研究为纳米材料的绿色合成和多领域应用提供了重要参考,推动了绿色可持续技术在材料科学和生命科学领域的发展,为解决实际问题提供了新的思路和方法。