纳米技术中金属纳米粒子应用广泛，银纳米粒子（AgNPs）因抗菌性受关注，但安全性需探究。植物提取物因其环境友好和成本效益的特性，在银纳米颗粒（AgNPs）的绿色合成中备受关注。然而，由植物材料合成的纳米粒子可能还具有独特的理化性质。本研究报道了一种利用农业废弃物——柑橘（Citrus unshiu）果皮改进的银纳米粒子合成工艺，除评估所制备AgNPs的理化特性外，还考察了其抗菌活性及细胞毒性/抗癌能力。

实验结果显示，20 mL果皮提取物加入0.5 g硝酸银溶液时，反应体系即刻由黄色变为深棕色。紫外光谱显示在424 nm处检测到特征性表面等离子共振峰，进一步证实AgNPs的形成。扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）分析表明，所合成的AgNPs呈规则球形，平均粒径为23 nm；X射线衍射（XRD）证实其具有高结晶度结构（晶面指数与面心立方银匹配）；傅里叶变换红外光谱（FTIR）则揭示了果皮提取物中酚类/黄酮类化合物对银离子的生物还原机制。

AgNPs对革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus、蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus）表现出显著剂量依赖性抑菌效果，最小抑菌浓度（MIC）为31.25 μg/mL；而对革兰氏阴性菌（大肠杆菌Escherichia coli、鼠伤寒沙门氏菌Salmonella typhimurium）的MIC达250 μg/mL，该差异与细菌细胞壁结构屏障效应相关。通过MTT法评估细胞毒性发现：对人胚胎肾细胞（HEK293）IC₅₀=37.73±0.34 μg/mL；对肺腺癌细胞（A549）IC₅₀=56.37±0.73 μg/mL均显著高于对照药物多柔比星（HEK293:1.22±0.09 μg/mL；A549:0.76±0.12 μg/mL），表明其在测试浓度下无显著细胞毒性。基于优异的抗菌活性与生物相容性，柑橘果皮源AgNPs可作为环境友好型抗菌剂应用于纳米过滤系统等工程领域。本研究通过废弃物资源化利用实现了三重价值：建立低成本的AgNPs绿色合成路径；阐明植物介导合成的纳米颗粒特性（粒径均一性、高结晶度）；为农业废弃物高值化利用提供科学范式。

本研究利用柑橘（C. unshiu）果皮提取物这一农业废弃物，开发了环境友好、无毒且低成本的银纳米颗粒（AgNPs）合成方法，其提取物是一种高效、安全的AgNPs合成媒介，其产物在环境治理与生物医药领域具有明确应用潜力，研究成果对推进循环经济与纳米技术协同发展具有重要意义。

该研究结果发表在期刊Emerging Contaminants上。

图1. 银纳米粒子（AgNPs）合成过程中不同时间间隔的颜色变化：（a）0分钟，（b）10分钟，（c）20分钟，（d）30分钟，（e）40分钟，（f）50分钟，（g）60 分钟，（h）12小时，（i）24小时，（j）48小时

图2. （A）使用不同浓度前驱体（硝酸银，AgNO₃）与20 mL柑橘（C. unshiu）果皮提取物合成的银纳米粒子（AgNPs）的紫外—可见光谱图；（B）时间对银纳米粒子合成影响的紫外—可见光谱图；（C）pH 值对银纳米粒子生成影响的紫外—可见光谱图。

图3. （A）扫描电子显微镜（SEM）图、（B）透射电子显微镜（TEM）图及（C）能量色散X射线光谱（EDX）图：使用0.15 mol/L硝酸银（AgNO₃）与20 mL柑橘（C. unshiu）果皮提取物在pH 8条件下合成的银纳米粒子（AgNPs）

图4. 傅立叶变换红外光谱（FTIR）图：（A）柑橘（C. unshiu）果皮提取物，（B）硝酸银溶液，（C）在pH 8条件下使用0.15 mol/L 硝酸银（AgNO₃）与20 mL柑橘（C. unshiu）果皮提取物合成的银纳米粒子（AgNPs）

图5. 合成的银纳米粒子（AgNPs）的hydrodynamic尺寸（A）及zeta电位（B）

文章信息

Antibacterial and cytotoxicity activity of green synthesized silver nanoparticles using aqueous extract of naartjie (Citrus unshiu) fruit peels

Livhuwani Mafhala, Nomcebo Khumalo, Nkosingiphile Excellent Zikalala et al.

https://doi.org/10.1016/j.emcon.2024.100348

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