本研究利用菠萝（Ananas comosus）果皮废弃物（PPW）提取物，采用生态可行的方法生产硒纳米颗粒（SeNPs），旨在探索其在多种医疗领域的用途。分析表明，PPW提取物富含多种重要植物化学物质。通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱（SEM-EDX）、紫外-可见光光谱（UV-Vis）和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）对合成的SeNPs进行了全面表征，显示出直径在33至73纳米之间的球形结构。为进一步验证其生物学应用的适用性，研究团队对SeNPs进行了多项实验评估。结果显示，这些SeNPs能够有效对抗多种细菌，包括金黄色葡萄球菌（S. aureus）、大肠杆菌（E. coli）、枯草芽孢杆菌（B. subtilis）、粪肠球菌（E. faecalis）和肺炎克雷伯菌（K. pneumonia）。此外，SeNPs还表现出对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）和大肠杆菌的抗生物膜能力，在100 µg/mL浓度下分别实现了64.8%和54.4%的抑制率。在62.5–31.25 µg/mL浓度范围内，SeNPs显著降低了金黄色葡萄球菌生成生物膜所需的两个关键基因cna（0.9倍变化）和大肠杆菌群体感应基因LuxS（从对照组的4.2倍降低到处理组的3.4倍）的表达水平，与RecA基因相比具有明显差异。SeNPs的抗氧化能力显示其IC50值为98.3 µg/mL。此外，合成的SeNPs在对抗HepG2恶性细胞系时展现出抗癌效果，其IC50值为113.02 µg/mL。
新鲜菠萝购自埃及卡柳比亚省卡柳贝市的当地市场，并用无菌蒸馏水彻底清洗。果皮被去除、切块并清洗以去除残留的灰尘、污垢或碎片。切好的果皮在40°C的热风烘箱中每天干燥6-7小时，持续约四到五天以去除水分。干燥后，果皮被研磨成细粉，用于后续实验。
通过改良Lourenço方法制备了菠萝果皮废弃物提取物。将10克干燥果皮粉末加入250毫升双蒸水中，在70–80°C下加热约45分钟。所得溶液冷却后通过真空泵过滤进行纯化。过滤后的滤液在室温下以16,000 rpm离心15分钟，上清液冷藏保存以备后续使用。
为了确定提取物中的主要植物化学成分，研究团队进行了定性和定量植物化学分析。结果表明，PPW提取物中含有黄酮类、酚酸、单宁、皂苷、生物碱等多种活性化合物。总黄酮、总黄酮醇、总酚酸和总单宁的含量分别为32.67 ± 0.66 mg QE/克干重、14.88 ± 0.39 mg RTE/克干重、42.02 ± 0.51 mg GAE/克干重和29.92 ± 0.43 mg TAE/克干重。
SeNPs的绿色合成过程如下：将60毫升提取物置于磁力搅拌器上的恒温烧杯中，保持在60°C并持续搅拌（250 rpm）。在不断搅拌的情况下，用微量移液器逐滴加入8毫升25 mM的亚硒酸钠溶液。反应混合物继续搅拌2小时以确保完全还原。随后，溶液在2–8°C下冷藏48小时以促进纳米颗粒成熟。最终，通过在4°C下以16,000 rpm离心15分钟分离出SeNPs，并在200°C的热风烘箱中干燥以供进一步分析。
优化试验表明，25 mM的亚硒酸钠前体浓度、60°C的温度、pH 9以及2小时的反应时间为最佳条件。通过紫外-可见光光谱检测，SeNPs在305 nm处显示出显著吸收峰，表明其表面等离子体共振（SPR）信号。FTIR分析显示，SeNPs表面存在多种功能基团，如羟基、羧基和蛋白质残基，这些基团有助于稳定纳米颗粒。XRD数据表明，合成的SeNPs呈现六方晶系结构，粒径范围为33–73纳米。通过SEM观察，SeNPs呈球形且表面光滑，EDX分析确认了硒元素的存在，其重量占比为71.0%。
抗菌实验采用琼脂孔扩散法，测试了SeNPs对五种致病菌的抗菌活性。结果显示，SeNPs对肺炎克雷伯菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的抑制效果最强，抑菌圈直径分别为24.7 ± 0.69 mm、23.03 ± 0.5 mm和20.06 ± 0.35 mm。对于金黄色葡萄球菌和粪肠球菌，抑菌圈直径分别为14.86 ± 0.3 mm和18.23 ± 0.65 mm。MIC测定结果表明，SeNPs对枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的MIC为62.5 µg/mL，对金黄色葡萄球菌和粪肠球菌的MIC为125 µg/mL，而对肺炎克雷伯菌的MIC为31.25 µg/mL。
在抗生物膜实验中，SeNPs对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌生物膜形成表现出显著抑制作用。例如，在100 µg/mL浓度下，SeNPs分别使金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生物膜形成减少了64.8%和54.53%。此外，SeNPs在62.5–31.25 µg/mL浓度范围内显著下调了金黄色葡萄球菌生成生物膜所需的两个关键基因cna（0.9倍变化）和大肠杆菌群体感应基因LuxS（从对照组的4.2倍降低到处理组的3.4倍）的表达水平。
抗氧化实验采用DPPH自由基清除法评估SeNPs的抗氧化能力。结果显示，SeNPs的IC50值为98.3 µg/mL，表明其具有显著的抗氧化活性。相比之下，阳性对照抗坏血酸的IC50值为35.2 µg/mL。
在抗癌实验中，SeNPs对正常人包皮成纤维细胞（HFB4）的IC50值为185.42 µg/mL，表明其低细胞毒性。而对于肝癌细胞系HepG2，SeNPs的IC50值为113.02 µg/mL，证明其具有潜在的抗癌效果。
综上所述，本研究通过菠萝果皮废弃物成功绿色合成了SeNPs，并展示了其在抗菌、抗生物膜、抗氧化和抗癌方面的多重生物潜力。这一方法经济环保，为未来医学应用提供了新的可能性。
(全文结束)
