源自肉桂树皮提取物的纳米杀菌剂:植物化学分析及其对水稻细菌性穗腐病的抗菌效果
原标题:Nanobactericides Derived from Cinnamon Bark Extract: Phytochemical Profiling and Antibacterial Efficacy Against Bacterial Panicle Blight in Rice
5 分
关键词
摘要
由革兰氏阴性需氧细菌稻瘟短杆菌(Burkholderia glumae)引起的细菌性穗枯病(BPB)对全球水稻生产构成重大威胁。肉桂皮提取物(CBE)因其高浓度的生物活性化合物,包括丁香酚和肉桂醛,表现出强大的抗氧化和抗菌特性。为了提高这些挥发性化合物的效力和稳定性,本研究采用了纳米技术和包封技术。研究的目的是开发一种基于CBE的纳米制剂,以抑制稻瘟短杆菌并控制水稻中的细菌性穗枯病。通过壳聚糖和磷酸三钠(TPP)之间的离子交联在不同浓度(0%,0.5%,1%,2%和4% TPP)下合成了CBE-壳聚糖(CBE-CS)纳米制剂。在CBE中鉴定出超过15种活性化合物,包括(Z)-3-苯基丙烯醛、2-丙烯酸、3-(2-羟苯基)、肉桂醛二甲缩醛和十六酸。与未处理的对照相比,CBE处理显著增加了细菌膜的损伤。合成的纳米颗粒大小在43.66 nm至106.1 nm之间,包封效率在48.65%至48.78%之间,负载能力在25.65%至33.9%之间。扫描电子显微镜(SEM)显示纳米颗粒呈球形和均匀形态,而FTIR和XRD分析确认了CBE在壳聚糖纳米颗粒中的成功包封。纳米制剂的抗菌活性显示抑菌圈在7.5到11.8 mm之间,其中含有0.5% TPP的CBE-CS制剂表现出最高效力(MIC = 15.6 μmol/ml;MBC = 31.25 μmol/ml)。
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该文档主要研究了CBE-CS纳米胶囊的制备及其在不同TPP浓度下的特性。研究的重点在于通过FTIR光谱分析、粒径分布、多分散指数(PDI)、Zeta电位(ZP)、**透射电子显微镜(TEM)成像等方法,探讨TPP浓度对纳米胶囊的包封效率(EE)和载药量(LC)**的影响。
1. 背景与目的
研究的背景是利用**壳聚糖(Chitosan)与三聚磷酸钠(TPP)交联形成纳米胶囊,以提高肉桂提取物(CBE)**的稳定性和生物利用度。壳聚糖是一种天然的多糖,具有良好的生物相容性和生物降解性,而TPP作为交联剂可以增强壳聚糖的机械强度和稳定性。研究的主要目的是优化TPP浓度,以提高CBE-CS纳米胶囊的载药能力和稳定性。
2. 方法
- FTIR光谱分析:用于确定样品的化学组成。通过识别特征峰(如O-H、N-H、C=O等),分析壳聚糖与TPP的交联情况。
- 粒径分布和PDI:使用Zeta sizer Pro测量,评估纳米胶囊的尺寸和分散性。PDI值用于衡量颗粒的均匀性,低于0.45表示分布较窄。
- Zeta电位:用于评估纳米胶囊的表面电荷,影响其在生物环境中的稳定性。
- TEM成像:观察纳米胶囊的形态和结构,分析TPP浓度对颗粒形态的影响。
3. 结果与讨论
- FTIR光谱分析显示,TPP与壳聚糖的交联导致特征峰的变化,表明化学反应的发生。新吸收峰的出现(如2870 cm⁻¹的O-H伸缩和1624 cm⁻¹的C=C伸缩)表明交联的成功。
- 粒径分布和PDI:随着TPP浓度的增加,纳米胶囊的平均粒径先减小后增大。在0.5% TPP时,粒径显著减小至43.66 nm,PDI为0.288,表明颗粒更稳定且分布均匀。然而,随着TPP浓度进一步增加,粒径增大,PDI也增加,表明颗粒开始聚集。
- Zeta电位:所有浓度的纳米胶囊均达到±30 mV的稳定性阈值,表明其在生物环境中的物理稳定性。
- TEM成像:显示在不同TPP浓度下,纳米胶囊的形态从接近圆形到更大的球形,表面呈现出明显的晶体结构,TPP浓度的增加导致颗粒尺寸增大。
4. 结论
研究表明,TPP浓度对CBE-CS纳米胶囊的物理化学性质有显著影响。适当的TPP浓度可以提高纳米胶囊的载药能力和稳定性,但过高的浓度可能导致颗粒聚集和载药能力下降。研究结果为优化壳聚糖纳米胶囊的制备提供了重要的理论依据,并为其在药物递送系统中的应用奠定了基础。
5. 贡献
该研究通过系统地分析TPP浓度对纳米胶囊特性的影响,提供了关于壳聚糖纳米胶囊制备的深入理解。研究结果不仅验证了TPP作为交联剂的有效性,还为未来的纳米药物递送系统的开发提供了参考。
通过这些研究,本文为纳米技术在药物递送中的应用提供了新的视角,特别是在提高天然提取物的稳定性和生物利用度方面。
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