巴西开菲尔水溶性成分绿色合成银纳米颗粒的抗菌潜力与生物特性研究

《Scientific Reports》：Green synthesis, characterization, and antimicrobial activity of silver nanoparticles from water-soluble fractions of Brazilian Kefir

在耐药病原体日益猖獗的当下，研究人员开展了以巴西开菲尔水溶性成分合成银纳米颗粒（AgNPs）并探究其抗菌活性的研究。结果显示，合成的 AgNPs 对耐药菌有抑制作用，但对果蝇幼虫发育有影响。这为对抗耐药感染提供了新方向。

　　在医学领域，耐药病原体的肆虐正成为一个日益严峻的挑战。据估计，每年约有 70 万人因耐药疾病失去生命，若不加以控制，到 2050 年，这一数字预计将飙升至 1000 万。真菌疾病也不容小觑，全球超过 3 亿人受其困扰，每年因真菌病死亡的人数超 200 万。在这样的背景下，探寻对抗耐药病原体的有效方法迫在眉睫。纳米技术的兴起，为解决这一难题带来了新的希望。银纳米颗粒（AgNPs）因其独特的抗菌特性和相对较低的毒性，成为了科研人员关注的焦点。而开菲尔，这种富含抗氧化成分的发酵饮品，是否能作为绿色合成 AgNPs 的有效原料，进而增强其抗菌效果呢？

为了深入探究这些问题，来自巴西联邦大学乌贝兰迪亚分校（Federal University of Uberlandia）和加拿大萨斯喀彻温大学（University of Saskatchewan）的研究人员展开了一项全面的研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为纳米医学在抗菌领域的应用提供了重要的理论依据和实践参考。

研究人员采用了多种关键技术方法。在合成 AgNPs 时，利用开菲尔的水溶性成分（WSF）和小于 10kDa 的组分，通过微波加热的方式进行绿色合成。之后，运用 UV-Visible 光谱、傅里叶变换红外（FT-IR）分析、动态光散射（DLS）、zeta 电位分析和扫描电子显微镜（SEM）等技术对合成的 AgNPs 进行全面表征。通过体外药敏试验（纸片扩散法）和最小抑菌浓度（MIC）测定，评估 AgNPs 对多种耐药菌的抗菌活性。以果蝇（Drosophila melanogaster）为模型，进行毒性评估和氧化应激分析。

研究结果如下：

• AgNPs 的合成与表征：通过优化合成方法，成功利用开菲尔的 WSF 和 < 10kDa 组分合成了 AgNPs。UV-Visible 光谱显示，WSF-AgNPs 在 400 - 500nm 处有明显吸收峰，而 < 10kDa-AgNPs 未出现明显吸收峰。FT-IR 分析表明，合成过程中 WSF 的相关成分参与了 AgNPs 的形成。DLS 和 SEM 结果显示，WSF-AgNPs 的水动力半径约为 1201nm，<10kDa-AgNPs 约为 481nm，且二者均呈球形或近似球形。
• 抗菌活性：纸片扩散法实验表明，WSF-AgNPs 在 100μg/mL 时对鲍曼不动杆菌（A. baumannii）和肺炎克雷伯菌（K. pneumoniae）有抑制作用，在 1000μg/mL 时对所有测试的耐药菌均有抑制作用；<10kDa-AgNPs 在 100μg/mL 时对鲍曼不动杆菌、大肠杆菌（E. coli）、肺炎克雷伯菌和金黄色葡萄球菌（S. aureus）有抑制作用，1000μg/mL 时对所有测试菌均有抑制作用。MIC 测定发现，WSF-AgNPs 对鲍曼不动杆菌的最小抑菌浓度为 25μg/mL，对肺炎克雷伯菌为 50μg/mL，而 < 10kDa-AgNPs 在 MIC 实验中结果不稳定。
• 毒性评估：对果蝇的毒性研究发现，高浓度（100μg/mL）的 AgNPs 会抑制果蝇幼虫发育，导致成虫羽化数量减少。但在成虫毒性实验中，未观察到 AgNPs 处理组的死亡率高于对照组。氧化应激分析显示，AgNPs 处理后的果蝇幼虫存在轻度氧化失衡，但活性氧（ROS）、铁还原抗氧化能力（FRAP）和过氧化氢酶（CAT）活性未发生明显变化。

综合研究结果与讨论，该研究证实了开菲尔的水溶性成分可作为绿色合成 AgNPs 的有效还原剂。合成的 AgNPs 展现出一定的抗菌活性，尤其是 WSF-AgNPs 对鲍曼不动杆菌和肺炎克雷伯菌具有较好的抑制效果，这为开发新型抗菌剂提供了可能。然而，AgNPs 对果蝇幼虫发育的影响也提示在实际应用中需关注其潜在毒性。未来研究可进一步优化合成工艺，提高 AgNPs 的稳定性和特异性，并开展更多体内研究，以评估其在临床应用中的安全性和有效性。这一研究成果为纳米医学在抗菌领域的发展开辟了新路径，有望为解决耐药感染问题提供更有效的方案。