Antibacterial properties of silver and gold nanoparticles synthesized using Cannabis sativa waste extract against Pseudomonas aeruginosa
利用大麻废物提取物合成的银和金纳米颗粒对铜绿假单胞菌的抗菌特性
来源：Journal of Cannabis Research 2025, Volume 7, Article number 20
《大麻研究杂志》，2025年，第7卷，文章编号20
摘要
本研究采用工业大麻废物提取物绿色合成银纳米颗粒与金纳米颗粒，通过透射电镜、原子吸收光谱、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱对纳米颗粒进行表征，并检测其对铜绿假单胞菌的最低抑菌浓度、最低杀菌浓度与最低生物膜抑制浓度。结果显示合成的银纳米颗粒呈球形或椭球形，尺寸3–21 nm，对铜绿假单胞菌具有强效抗菌与抗生物膜活性；金纳米颗粒活性较弱。该研究实现农业废物资源化利用，为开发绿色抗菌纳米材料提供新思路。
关键词
大麻废物；绿色合成；银纳米颗粒；金纳米颗粒；铜绿假单胞菌；抗菌活性；生物膜抑制；废物资源化
研究目的
利用大麻工业废物提取物绿色合成银、金纳米颗粒，评价其对铜绿假单胞菌的抗菌与抗生物膜效果，实现废物高值化利用并开发新型绿色抗菌剂。
研究思路
以大麻废物乙醇提取物为还原剂与稳定剂合成AgNPs与AuNPs；使用TEM、AAS、XRD、FTIR、XPS表征形貌、结构、组成与官能团；采用微量培养法测定MIC、MBC、MBIC；评价纳米颗粒对浮游菌与生物膜的抑制能力；对比两种纳米颗粒的抗菌效果差异。
研究亮点
1 首次系统使用大麻工业废物提取物绿色合成高活性抗菌银纳米颗粒。
2 合成的AgNPs尺寸小、分布均匀，对铜绿假单胞菌抑菌浓度远低于现有文献水平。
3 实现农业废弃物资源化，契合循环经济与绿色纳米技术理念。
4 同时评价浮游菌与生物膜抑制效果，更贴近临床感染场景。
可延伸的方向
1 优化提取与合成工艺提升纳米颗粒批次稳定性与抗菌活性。
2 开展银金双金属纳米颗粒合成与协同抗菌研究。
3 拓展至多重耐药铜绿假单胞菌及其他临床致病菌。
4 开展体内安全性与抗感染疗效评价。
5 开发纳米颗粒涂层用于医疗器械抗生物膜污染。
测量的数据及研究意义
1 纳米颗粒紫外特征吸收峰数据（图1、6），证明AgNPs与AuNPs成功合成。
2 TEM形貌与尺寸分布数据（图2、3、7、8），显示颗粒为球形，尺寸2–21 nm，形貌均一。
3 XRD晶体结构数据（图4、9），证实金属银、金及氯化银晶体结构。
4 FTIR官能团数据（图5、10），揭示多酚、蛋白、糖类参与还原与稳定。
5 MIC、MBC、MBIC定量数据（表1、2、3），证明AgNPs具有强效抑菌杀菌与抗生物膜活性。
结论
1 成功利用大麻废物提取物绿色合成银纳米颗粒与金纳米颗粒，工艺绿色、可持续。
2 银纳米颗粒对铜绿假单胞菌具有显著的抑菌、杀菌与生物膜抑制活性。
3 金纳米颗粒在实验浓度范围内抗菌效果较弱，无统计学意义。
4 大麻废物可作为优质天然还原剂与稳定剂，用于高值化抗菌纳米材料生产。
5 该方法为循环经济下的废物资源化与新型抗菌剂开发提供可行路径。
使用芬兰Bioscreen仪器测量数据的研究意义
使用Bioscreen C全自动微量培养系统对铜绿假单胞菌进行24小时连续动态OD600监测，自动读取生长数据，精准判定不同浓度纳米颗粒的生长抑制程度，客观计算MIC80值；实现高通量、高重复性、无人工误差的药敏检测，为纳米颗粒抗菌活性的定量评价提供标准化核心数据，是确定最低抑菌浓度与杀菌浓度的关键实验支撑。