納米醫學與納米外科學

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迷你回顧
利用植物綠色合成納米銀

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印度農業研究委員會動物衛生司,印度梅加拉亞邦裏博伊東北山區綜合研究中心

*通訊作者:Sanjukta RK,印度農業研究委員會(ICAR)東北山區綜合研究中心動物衛生司,印度梅加拉亞邦裏博伊,E-mail: rajkumari.sanjukta@gmail.com


簡介

綠色原理合成途徑的出現,克服了以植物和微生物為主的傳統合成方法的局限性。與微生物相比,利用植物合成納米顆粒更具優勢,因為植物中的生物分子具有廣泛的可變性,可以作為封蓋劑和還原劑,從而提高納米顆粒[1]的還原率和穩定性。

綠色合成方法堅持綠色化學的基本原理i)使用普遍接受的良性溶劑ii)使用無害的封蓋劑iii)使用無毒或無害的穩定劑。綠色合成可以使用混合價多金屬氧酸鹽,多糖,tollens,生物和輻照製備。生物合成方法利用植物、細菌、真菌、酵母、病毒、牛奶、尿液、酶等大量天然生物資源[2]。

與傳統化學方法相比,綠色合成具有以下優點。(1)綠色合成簡單,通常隻需一鍋反應;(2)可擴大規模;(3)消除了與毒性相關的有害化學物質,提高了產品與正常組織在體內應用的生物相容性;(4)綠色生物實體可作為還原劑和封蓋劑,具有增強的膠體穩定性。最後,該過程是具有成本效益的。這些優勢並不局限於snp。關於綠色合成金屬NPs的應用已有大量綜述[2-4]。

利用植物進行納米銀的綠色合成,在過去的十年中得到了廣泛的關注。這一方向的研究和開發在首次報道將苜蓿芽用作snp合成[5]的來源後得到了擴展。此後,將大量的傳統中草藥作為一種重要的、可靠的納米粒子合成方法的來源的重新探索得到了廣泛的開發。

Ahmed et al.[6]報道了在室溫下使用印度扁桃葉提取物一鍋綠色合成穩定的銀納米顆粒的方法。研究發現,在不包括外部穩定劑/還原劑的情況下,合成納米顆粒在反應時間和穩定性方麵是有效的。這是一種環保、快速、綠色的合成方法,為銀納米粒子的合成提供了一種經濟有效的方法。利用植物提取物進行合成的好處是,它具有能源效率和成本效益,保護人類健康和環境,從而產生更少的廢物和更安全的產品。

Ahmed等人。[7]描述了一罐綠色合成銀納米顆粒使用欖仁樹屬阿諸那葉提取物有報道。用這種簡單、快速、經濟、環保、高效的方法成功地合成了納米銀。合成的納米銀具有高效的抗菌活性。這種一鍋綠合成方法合成的銀納米顆粒將被證明在醫療應用中有潛在的用途。

許多植物目前正在研究它們在納米粒子合成中的作用,如藤本,三葉茄,小茴香,積雪草而且素類葉子[8],Trianthema decandra根[9],羅勒屬聖所莖和根[10],Piper betle[11],金果欖等[12],Morindaci trifolia[13]。

合成機理

SNPs的綠色合成是一種簡單易行的方法,它是將硝酸銀(銀離子源)與生物實體(還原劑)混合,其他因素如外部能量源、pH值可用於促進反應。許多研究人員使用植物作為合成納米顆粒[2]的封蓋劑和穩定劑。認為銀離子的還原和穩定是由植物提取物中已經存在的具有藥用價值和環境無害但化學結構複雜的蛋白質、氨基酸、酶、生物堿、單寧、酚、皂苷、萜類、酮、醛、酰胺、羧酸、類固醇、皂苷元、碳水化合物、類黃酮和維生素等生物分子的結合所促進的。黃酮、有機酸和醌是水溶性植物化學物質,負責離子的直接還原[14,2]。

雖然每一種植物所涉及的確切機製隨著所涉及的光化學物質的不同而不同,但主要涉及的機製是離子的還原。這些植物化學物質被認為是還原特性的驅動力,這是一個非常複雜的機製,因為有超過5000種植物化學物質被確認為[14]。因此,納米銀的綠色合成需要更全麵的研究,以揭示確切的生物分子作為還原劑或穩定劑。然而,據報道,成千上萬的植物有助於銀納米粒子的合成是有充分的文獻記載的,而且它正在進一步迅速增長。

納米銀:廣譜抗菌劑

銀納米技術的最新進展有助於我們設計和合成snp。生物合成是snp合成過程中最好的,因為它們無毒。它們獨特的光學、物理和抗菌特性將使snp在醫療和不同領域得到廣泛應用,如治療、食品衛生、藥物輸送等。snp還可以通過與其他材料的集成來改善它們的性能,如等離子體光阱。這些性質在燃料、太陽能電池、微電子、醫療成像和廢物管理方麵都很有用。通過將單核苷酸多態性作為增強體加入聚合物基體製備複合材料,可以獲得更理想的性能。銀納米顆粒的聚集性和毒性限製了它在某些應用中的應用。未來的研究應該是製備旨在克服這些挑戰的SNPs,這將有助於設計有效的給藥劑,診斷和治療致命疾病,並確保更高的安全性和有效性。

過去三十年的研究已經增加了對各種類型的傷口的治療和它們的補救措施的關注。在世界範圍內威脅和消耗的主要問題是器官內不同類型的微生物感染,這是所有發達國家和發展中國家截肢/手術切除不同器官和有時死亡的主要因素。因此,納米銀與生物材料的合成將在醫學領域特別是傷口敷料領域產生相當大的興趣。銀的表麵等離子體共振帶強度比銅和金等任何其他NPs都高。由於單核苷酸多態性和金核苷酸多態性具有表麵等離子體共振效應,常用於光學檢測。在粒子濃度相等的情況下,SNPs比Gold NPs的等離子體共振峰更尖銳、更強,因此其等離子體共振效率更高。因此,snp在表麵增強拉曼散射或局部表麵等離子體共振等應用中具有更好的靈敏度。金納米粒子的等離子體表麵吸光度在500 ~ 600 nm的波長範圍內,而大多數熒光團的發射波長在500 nm以上。因此,當熒光染料靠近粒子表麵時,一些可檢測的熒光會發生猝滅。這種熒光猝滅很少發生在SNPs上,因為SNPs的表麵吸光度大多在500 nm以下。 For this reason SNPs have stronger fluorescent signal than gold NPs [7].

銀納米顆粒除具有抗真菌、抗炎症、抗病毒、抗血管生成、抗血小板活性外,還具有抗多種病原微生物的活性。抑製細菌生長是由於銀納米顆粒釋放的可擴散抑製化合物。較小的顆粒具有更大的可供相互作用的表麵積,比較大的顆粒具有更強的殺菌效果。

許多研究人員研究了銀納米顆粒的殺菌效果及其對包括耐抗生素細菌在內的多種微生物的有效潛力。銀納米顆粒也被稱為新一代抗菌劑[3,4]。銀納米粒子的藤本,三葉茄,小茴香,積雪草而且素類測試對金黃色葡萄球菌,綠膿杆菌,大腸杆菌而且克雷伯氏菌肺炎。o . tenuiflorum提取物發現有顯著的抗金黃色葡萄球菌(30毫米)大腸杆菌(30 mm)分別[8].;

用蘋果提取物懸浮液合成的SNPs對革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌具有活性,最低殺菌濃度(MBCs)在125 g/mL到1000 g/mL之間。他們還表明,清除革蘭氏陽性和革蘭氏陰性菌需要125到1000克/毫升的劑量。大腸杆菌SNPs的最低MBC為125 g/mL。這種綠色合成為snp[15]提供了經濟、環保、清潔的合成路線。

Das等人[16]證明了用乙醇提取物合成的納米銀的抗菌活性長頸黃花薊,長頸黃花薊,加拿大黃花薊和西花薊。納米銀的合成方法桂皮藍花對葉提取物的抑菌活性進行了評價大腸杆菌,黏質沙雷氏杆菌,枯草芽孢杆菌,黑曲黴而且黃曲黴.利用紅樹不同部位(葉、皮、根)的光合作用合成納米銀,其銀納米粒子的生成量高於樹皮和根提取物[17]。結果表明,抗菌效果呈劑量依賴性,且隨樣品濃度的增加呈線性增加。

銀納米顆粒對抗多藥耐藥細菌

近年來,耐藥菌數量的不斷增加已成為危害人類健康的一大挑戰。SNPs也被證明是對這些耐藥菌株的有效殺菌劑。在銀納米顆粒的幫助下,納米技術為克服新出現的多藥耐藥問題提供了一個良好的平台。10-100納米的銀納米顆粒對革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌都有很強的殺菌潛力。因此,具有殺菌潛力的銀納米顆粒將被用作對抗耐多藥細菌的強大武器。Nanda和Saravanan[18]報道了用金黃色葡萄球菌通過水銀離子還原合成納米銀。評估了這些銀納米顆粒對甲氧西林耐藥的抗菌潛力葡萄球菌。葡萄球菌,耐甲氧西林葡萄球菌。epiderrmidis(MRSE),喉炎的症狀。化膿性鏈球菌,Salm。傷寒和Kl.肺炎。

Panacek等人通過一步法合成了銀納米顆粒,並評估了它們對革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌(包括耐甲氧西林金黃色葡萄球菌等耐多藥菌株)的抗菌活性。銀納米顆粒可作為有效的廣譜抗菌劑用於革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌,包括耐藥菌。革蘭氏陰性菌包括該屬的成員不動杆菌,大腸杆菌,假單胞菌,沙門氏菌而且弧菌.革蘭氏陽性細菌包括芽孢杆菌,梭狀芽胞杆菌,腸球菌,李斯特菌,葡萄球菌而且鏈球菌。

未來前景

納米銀因其獨特的光學、抗菌、電學和物理特性以及可能的應用而引起了人們的廣泛關注。隨著粒子尺寸的減小,單核苷酸多態性的能級從連續帶向離散帶的變化使其具有較強的尺寸相關的化學和物理性質。snp對人體健康的毒性較低,而對各種微生物的毒性較高。因此,snp適用於醫療器械、抗菌應用、醫療保健產品,如支架、燒傷敷料、水淨化、農業用途。SNPs的合成方法多種多樣,主要分為兩種,一種是物理過程,包括激光燒蝕、冷凝、蒸發等,另一種是化學過程,包括聯氨、硼氫化鈉、綠色合成等。其中,綠色合成法無毒、環保、經濟。

SNPs的重要性在抑製由微生物引起的各種傳染病方麵發揮了關鍵作用,同時還有助於燒傷創麵的愈合過程,防止由微生物引起的傷口感染。此外,snp還具有抗炎和抗病毒活性。除了其廣為人知的抗菌活性外,它在生物領域以及其他研究領域如電化學、生物化學、納米合成、服裝、洗滌劑和肥皂工業、設計水淨化係統和外科手術器械等方麵都有顯著的應用。此外,snp在未來可作為人工植入物和減少對抗生素依賴的設備中具有光明的前景。最近,研究人員發現了snp的新的生物學應用;有助於建立新的藥物和治療劑。他們用小鼠模型來評估抗炎作用。這項技術的全部潛力還有待研究。一個可靠的機製負責SNPs令人印象深刻的生物活性還有待建立,這被認為是未來研究的一個關鍵因素。控製銀的釋放和提高用於各種用途的各種設備的snp的穩定性,特別是在醫藥領域[21]方麵有一定的空間。

生物合成是snp合成過程中最好的,因為它們無毒。它們獨特的光學、物理和抗菌特性將使snp在醫療和不同領域得到廣泛應用,如治療、食品衛生、藥物輸送等。snp還可以通過與其他材料的集成來改善它們的性能,如等離子體光阱。這些性質在燃料、太陽能電池、微電子、醫療成像和廢物管理方麵都很有用。通過將單核苷酸多態性作為增強體加入聚合物基體製備複合材料,可以獲得更理想的性能。銀納米顆粒的聚集性和毒性限製了它在某些應用中的應用。未來的研究應該是製備旨在克服這些挑戰的SNPs,這將有助於設計有效的給藥劑,診斷和治療致命疾病,並確保更高的安全性和有效性。

結論

因此,SNPs具有良好的抗菌性能,被認為是一種有效的廣譜殺菌劑,可對抗多種耐藥細菌。此外,通過綠色途徑合成的納米顆粒被發現對耐多藥人類致病菌具有高毒性。然而,在實現銀納米顆粒的各種應用之前,有必要研究銀納米材料的潛在毒理學影響。單核苷酸多態性之所以具有吸引力,是因為它們在低濃度下對人體無毒,並具有廣譜抗菌作用。

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文章類型:迷你回顧

引用:Sanjukta RK, Samir D, Puro K, Ghatak S, Shakuntala I,等(2016)利用植物綠色合成納米銀。Int J納米納米外科2(2):doi http://dx.doi.org/10.16966/2470- 3206.110

版權:©2016 Sanjukta RK,等。這是一篇開放獲取的文章,根據創作共用署名許可協議(Creative Commons Attribution License)發布,該協議允許在任何媒體上不受限製地使用、分發和複製,前提是注明原作者和來源。

出版的曆史:

  • 收到日期:2016年2月15日

  • 接受日期:2016年3月04

  • 發表日期:2016年3月09