斯内哈·巴格瓦德(Sneha Bhagewad)| 阿莫尔·南德(Amol Nande)| 普拉文·乔吉(Pravin Jogi)
印度昌德拉普尔(Chandrapur)贾纳塔马哈维迪亚拉亚大学(Janata Mahavidyalaya)化学系,邮编442401
**摘要**
纳米技术的发展主要涉及科学各个领域的技术进步,包括物理、化学、生物和材料科学。通过化学途径合成的纳米颗粒对生物体存在严重的生物风险和毒性。这些纳米颗粒的毒性主要源于其合成过程以及微小的尺寸,使得它们能够轻易穿透生理屏障。虽然纳米颗粒的毒性不容忽视,但可以通过利用植物、细菌、藻类、真菌、酵母和病毒等生物合成方法来消除其毒性,从而替代非生物的物理化学方法。其中,基于植物提取物的合成方法尤为著名。植物提取物中的植物化学物质既可作为生物还原剂,也可作为封端剂,这使得这种方法在生态上更加友好且无毒。本文综述了使用植物提取物进行纳米颗粒合成的方法,并总结了相关数据,包括合成技术和表征技术,以及这些纳米颗粒在去除染料、抗菌活性和抗癌活性方面的应用。此外,还对大约60篇关于植物基纳米颗粒合成的研究论文进行了批判性评估,为年轻研究人员提供了理论基础。我们还在表3中总结了各种纳米颗粒的研究成果,这将有助于新研究人员了解以往研究中的趋势和规律。总体而言,本综述有助于读者对该新兴领域产生兴趣,并鼓励他们探索过去未被利用的植物资源。
**引言**
如今,纳米技术是多学科研究领域中备受关注的热门方向,其在农业、催化、细胞毒性、抗菌、抗真菌、抗氧化、抗癌、药物递送、电子、化妆品、光学、包装、光子传感器技术和航天工业等多个领域具有广泛的应用前景[1]–[7]。纳米颗粒因其独特的化学、物理和生物特性而受到科学界的重视。虽然通过化学和物理合成技术制备纳米颗粒的方法已被广泛研究,但这些方法存在成本高昂、操作复杂、使用有害有机溶剂以及产生有毒副产物等局限性。相比之下,基于植物的纳米颗粒制备方法具有可持续性、环保性和简便性等优点。近年来,“绿色化学”方法利用植物提取物制备金属和金属氧化物纳米颗粒,吸引了众多研究人员的关注,因为这种方法环保、可靠且简单,适用于常温常压条件[4]–[12]。
**纳米颗粒的生物合成**
植物提取物中含有多种生物活性物质,如萜类化合物、黄酮类、生物碱、喹啉类、蛋白质残基、皂苷、羧酸和酚酸等,这些物质无需外加还原剂或封端剂即可实现金属离子的生物还原[4]–[14]。已有研究表明,利用不同植物提取物成功制备了多种金属和金属氧化物纳米颗粒,例如水飞蓟(Silybum marianum L.)、黑孜然种子、贝母花提取物、胡萝卜提取物、刚果植物提取物、印度黄连果提取物、刺槐叶提取物、印度金合欢花瓣提取物和异叶波罗蜜果皮提取物[11]–[20]。研究表明,从刚果植物Brillantaisia patula、Crossopteryx febrifuga和Senna siamea的水提取物中合成的球形银纳米颗粒(AgNPs)具有治疗微生物疾病的潜力[16];刺槐叶提取物制备的铜纳米颗粒(CuNPs)表现出显著的光催化活性,能抑制F. oxysporum菌丝生长[18];印度金合欢花瓣提取物制备的银纳米颗粒粒径范围为50至120纳米[19];异叶波罗蜜果皮提取物制备的铁纳米颗粒(FeNPs)在氧化降解品红基本染料方面表现出优异的催化活性[20]。然而,基于绿色化学的纳米颗粒合成方法在产量和结果一致性方面仍存在挑战,这限制了其大规模工业化应用。因此,明确标准合成方法对于充分发挥植物在纳米颗粒合成中的潜力至关重要[21]–[23]。
**表征技术**
为了研究生物合成纳米材料的物理化学性质,采用了多种分析技术,如紫外-可见光谱(UV–vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)、能量色散X射线光谱(EDAX)和动态光散射(DLS)等[24]–[26]。
**结论**
本综述介绍了基于植物的环保型纳米颗粒制备方法,并详细讨论了相关表征技术和生物医学应用。本文参考了200多篇文献,为探索新的植物来源提供了研究方向,有助于新研究人员的发展。
**作者贡献声明**
斯内哈·巴格瓦德(Sneha Bhagewad)负责撰写初稿、方法论制定和资金申请;阿莫尔·南德(Amol Nande)负责审稿和编辑工作以及资源整理;普拉文·乔吉(Pravin Jogi)负责审稿和项目管理。
**致谢**
作者斯内哈·拉坦·巴格瓦德(Sneha Ratan Bhagewad)感谢印度马哈拉施特拉邦政府通过纳格浦尔玛哈特玛·乔蒂巴·普莱研究培训学院(Mahatma Jyotiba Phule Research and Training Institute)提供的MAHAJYOTI奖学金(资助编号:MAHAJYOTI/Ph.D. Fellow2023/2821(532)/2024-25)对她的研究工作给予的支持。
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