发酵与非发酵椰汁衍生的生物相容性碳点：抗氧化、抗有丝分裂、抗菌及细胞毒性的多维度功能评价

　　本研究通过微波辅助绿色合成法，从发酵与非发酵椰汁中制备荧光水溶性碳点(FCW-CDs/NFCW-CDs)，系统评估其抗氧化(65%活性提升)、抗菌(显著抑制K. pneumoniae/S. aureus)、抗有丝分裂(零染色体畸变)及细胞毒性(DLA细胞1.45倍杀伤力)等多重生物活性，揭示了发酵工艺对碳点性能的增强机制，为生物医学纳米材料开发提供新策略。

　　

研究背景
碳点(CDs)作为新兴的零维荧光纳米碳材料，因其独特的理化性质在生物医学领域备受关注。然而传统合成方法存在强化学试剂依赖、工艺复杂等问题，而生物质原料的绿色合成路径又面临功能单一、活性不足的瓶颈。椰汁(Cocos nucifera L.)作为天然碳源富含糖类与氨基酸，但其发酵产物的纳米转化潜力尚未挖掘。针对这一空白，来自印度Vadavalli地区的研究团队创新性地将微生物发酵工艺引入碳点制备体系，通过对比发酵与非发酵椰汁衍生的碳点(FCW-CDs/NFCW-CDs)，系统解析了发酵过程对纳米材料生物活性的调控机制。

关键技术
研究采用微波辅助合成法，以市售椰汁为原料，通过酵母发酵(添加蔗糖)获得前驱体。通过高分辨透射电镜(HR-TEM)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱进行表征，采用DPPH法和FRAP法评估抗氧化活性，以K. pneumoniae/S. aureus为模型测试抗菌性能，通过洋葱根尖细胞有丝分裂实验和DLA细胞系(购自Amala癌症研究中心)评价遗传毒性与抗癌活性。

研究结果
1. 结构表征
XRD显示FCW-CDs在21.9°出现宽峰(晶面间距0.405 nm)，较NFCW-CDs(23.6°)更小的衍射角表明发酵增加了含氧官能团密度。FTIR证实FCW-CDs具有更丰富的C=O/C-O振动峰，与发酵产生的酯类、酮类化合物相关。

2. 抗氧化活性
FCW-CDs的DPPH清除率较NFCW-CDs提升65%，FRAP值达0.78±0.05 mmol Fe²⁺
/g，归因于发酵引入的酚羟基与羧基协同作用。

3. 抗菌性能
对K. pneumoniae的抑菌圈直径：FCW-CDs(18.2±0.8 mm)显著大于NFCW-CDs(13.5±0.6 mm)，机制涉及膜电位破坏与ROS(活性氧)爆发。

4. 遗传安全性
FCW-CDs处理的洋葱根尖细胞染色体畸变率为0%，而NFCW-CDs组仅出现0.2%的染色体断片，证实发酵可消除遗传毒性风险。

5. 抗癌效应
FCW-CDs对DLA细胞的IC₅₀
为42 μg/mL，杀伤效率是NFCW-CDs的1.45倍，流式细胞术显示其通过caspase-3途径诱导凋亡。

结论与意义
该研究首次证实微生物发酵可定向优化碳点的生物活性：通过增加含氧官能团密度提升抗氧化能力，利用发酵代谢产物增强膜穿透性实现选择性杀菌，同时保持完美的遗传安全性。特别值得注意的是，FCW-CDs对肿瘤细胞的特异性杀伤与其对正常细胞的无毒性形成鲜明对比，这种"智能"特性使其在靶向给药系统开发中具有独特优势。研究成果发表于《Bioresource Technology Reports》，为生物质纳米材料的精准调控提供了创新范式，也为热带农业副产物的高值化利用开辟了新路径。