抗菌耐药性（AMR）对全球健康构成新兴威胁，促使研究人员探索克服传统抗生素局限性的新型治疗方法。在这些替代方案中，钴基纳米颗粒（Co-NPs）因其独特性质以及在临床和生物医学领域的广泛应用而熊猫体育直播平台备受关注，包括其强大的抗菌活性、药物递送、多功能能力以及高度可调的物理

　　抗菌耐药性（AMR）对全球健康构成新兴威胁，促使研究人员探索克服传统抗生素局限性的新型治疗方法。在这些替代方案中，钴基纳米颗粒（Co-NPs）因其独特性质以及在临床和生物医学领域的广泛应用而备受关注，包括其强大的抗菌活性、药物递送、多功能能力以及高度可调的物理化学性质。本综述讨论了绿色合成Co-NPs的抗菌活性，以及各种合成参数（如粒径、形貌、表面功能化、前驱体选择和反应物浓度）如何影响其抗菌性能。基于最低抑菌浓度（MIC）和抑菌圈（ZOI）的比较评估得出的见解，显示出与对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和真菌菌株活性的明确相关性。该综述进一步探讨了支撑抗菌效果的多方面机制，包括活性氧（ROS）生成、氧化应激级联反应、膜失稳、钴离子释放、DNA干扰、酶失活以及外排泵系统的破坏。除了抗菌潜力外，钴纳米颗粒在更广泛的生物医学背景下也展现出巨大潜力，包括靶向药物递送、磁热疗癌症治疗、生物传感和医学成像。通过整合现有证据并突出关键研究空白，本综述为有意设计绿色合成钴纳米颗粒作为先进抗菌剂和未来生物医学应用的多功能平台奠定了坚实基础。

　　抗菌耐药性（AMR）是21世纪全球危机，对公共卫生构成直接威胁。AMR指微生物对抗菌药物产生耐药性，药物滥用加剧了耐药性的演变。AMR的快速增长限制了治疗选择，导致全球发病率和死亡率上升。鉴于AMR的严重性，世界卫生组织（WHO）将这一时代描述为“后抗生素”时代，并将其列为全球健康威胁。2024年一项综合研究报告称，2021年细菌AMR导致417万人死亡。尽管儿童死亡率下降，但过去31年间，成人死亡率因AMR上升了80%。研究进一步估计，若当前趋势持续，到2050年约有3900万例死亡与AMR相关。鉴于严重性和有限治疗选择，国际卫生框架指出应从“同一健康”和全球健康角度处理该问题。在众多提议方案中，金属纳米颗粒（MNPs）已成为应对这一全球挑战的有力工具。此外，MNPs因其独特的磁性、可调磁学、药物递送能力和表面功能化而在各领域引起兴趣。钴纳米颗粒（Co-NPs）是此类MNPs的典型代表，在生物医学和医药领域有广泛应用，包括高表面积体积比、药物载体、药物递送剂、磁共振成像、生物传感器、污染物去除和抗菌剂。Co-NPs最突出的特性是其强大的抗菌活性，源自其纳米尺度赋予的独特物理化学性质，使其能够通过直接与细胞表面相互作用实现细胞穿透和去极化。此外，通过影响Co-NPs的物理化学性质（例如采用绿色合成（GRS）方法）可增强其抗菌活性。GRS方法利用植物化学物质如黄酮类、酚类、萜类化合物和生物碱作为还原剂和稳定剂，提供生物相容且环境友好的替代方案。由于植物化学物质固有的抗菌特性，产生协同效应，增强了纳米颗粒的抗菌活性。因此，其广谱抗菌效果通过多种机制运作，包括产生活性氧（ROS）（如羟基自由基、超氧化物和过氧化物），诱导氧化应激，并通过静电相互作用物理破坏细胞膜。它们还干扰细胞内成分，导致DNA链不可逆损伤、蛋白质变性和酶失活。由于这些机制同时且独立运作，细菌比对抗依赖单一机制的常规抗生素更难产生耐药性。因此，Co-NPs极大地促进了开发多功能、抗耐药性替代方案，有潜力革新未来的抗菌策略。近期文献综述指出，通过GRS方法合成的Co-NPs表现出显著抗菌活性，但其性能高度依赖于组成和合成相关参数，而非统一的Co-NPs行为。本综述系统性地探讨了绿色合成Co-NPs的最新进展，并批判性地评估其抗菌活性，将前驱体、粒径、形状和浓度等因素联系起来，同时指出现有局限性并提出未来研究方向。因此，本综述的新颖性在于其面向参数、应用批判性地综合了用于抗菌应用的绿色钴纳米材料。

　　Co-NPs因其尺寸依赖的物理化学性质、磁学行为以及在医学和技术中的广泛应用而日益受到关注。在纳米尺度下，这些材料相较于块体材料表现出显著更高的表面积体积比、可定制的表面化学性质以及改变的电子和磁学性质。Co-NPs是一类多样的纳米材料，包括钴铁氧体、氧化钴（II）（CoO）和氧化钴（II,III）（Co3O4）化合物。已采用多种合成方法，包括固态反应、沉淀、溶胶-凝胶、水热和热降解。其中，CoO通常被描述为富Co（II）的岩盐型氧化物，其抗菌活性主要与表面反应性和钴离子释放相关；而Co3O4-NPs是一种混合价态尖晶石氧化物，其中ROS生成和离子浸出辅助的氧化应激起主导作用。相比之下，CoFe2O4-NPs是一种磁性反尖晶石铁氧体，表现出更强的磁响应性，可能通过磁辅助递送、膜相互作用和氧化效应发挥作用。然而，这些钴基纳米材料在晶体结构、氧化态、磁响应和生物行为上差异显著，因此不应被视为单一统一类别。为澄清这些差异，表2总结了主要Co-NPs类别之间的基本区别，并强调了本研究的独特方面。

　　科学界对钴铁氧体纳米颗粒（CFNs）表现出浓厚兴趣，因其独特的结构特征和卓越性能。CFNs晶体以尖晶石或反尖晶石形式存在，高度结晶、结构有序，并具有多孔微观结构。CFNs通常被视为单畴，表明其磁学性质均匀分布于整个颗粒。尖晶石铁氧体在其晶格中呈现不同价态，调节其磁学和电学行为。在尖晶石结构中，阳离子占据四面体和八面体两个不同位置。Co2+和Fe3+在这些位置的相对比例影响其反转程度，二价阳离子位于八面体位，三价阳离子位于四面体位。这表明Co原子可占据两种位置，表明CoFe2O4属于反尖晶石铁氧体家族，是一种稳定且极具前景的磁性材料。这主要归因于其独特的性能组合和反尖晶石结构：中等饱和磁化强度、优异的电学特性、高磁晶各向异性、高机械强度、低矫顽力。此外，CFNs具有高居里温度、强磁晶各向异性、中等饱和磁化强度（MS）、高矫顽力（HC）、化学稳定性和机械硬度、低涡流损耗和高磁致伸缩系数，以及高电阻率和低介电常数。其磁保持力、剩磁比和整体性能受合成条件（如pH、温度、反应时间、搅拌时间和金属盐比例）强烈影响，这些条件影响粒径、晶体结构和表面效应。介电铁氧体具有由高导电晶粒被低导电区域（晶界）分隔的独特结构。由于这些特性，CFNs在工程中非常受欢迎，因其在弱外场下易于磁化和退磁。广泛研究展示了CFNs在药物递送、催化和传感器开发中的潜在应用，但必须认识到其可能缺点，如细胞毒性。一些研究还强调了其负面副作用，包括肾细胞毒性以及时间和浓度依赖性毒性，以及对肺、皮肤和成纤维细胞的不良影响。

　　钴氧化物是一类化合物，其结构、化学和物理化学性质之间存在有趣关系。该化学式揭示在立方密堆积氧化物阴离子晶格中同时存在Co(II)和Co(III)离子。氧化钴纳米颗粒（Co3O4-NPs）具有尖晶石结构，其特征是Co(II)和Co(III)离子占据不同的晶格位置。由于其氧化态构型，Co3O4具有优异的电学、磁学、化学和光学性质，使其成为科学研究的焦点。Co3O4-NPs可通过不同方式合成，但特定工艺的选择取决于所需产品特性以及精确控制粒径、形貌和可扩展性的需求。表面活性剂和模板的使用为操纵粒径和形状提供了有价值的手段。反应混合物的pH是另一个关键因素，显著影响其结晶度。较高pH环境可显著加速成核和生长，导致结晶度提高。由于其广泛特性，氧化钴纳米颗粒最近引起了生物应用的兴趣，在靶向氧化应激、微生物感染、真菌感染甚至癌症等多种治疗应用中具有潜力，还涉及糖尿病治疗、伤口愈合和环境修复。一些研究表明其生物相容性，人脐静脉内皮细胞（HUVECs）在高浓度下也未显示毒性，但其他研究显示其对癌细胞系具有剂量依赖性细胞毒性。因此，迫切需要进一步研究以确保Co-NPs在生物医学实验室中的安全负责任使用。

　　治疗剂是旨在直接影响疾病进程的化合物，可能治疗、预防或缓解疾病，甚至消除特定症状或改善患者状况。近几十年来，金属纳米颗粒（MNPs）已成为生物医学应用的重要催化剂，因其潜力而受到广泛关注。钴纳米颗粒（Co-NPs）因其优良性质广泛应用于工程和医学学科。以下概述其中几种。

　　传统化疗因治疗期间对患者的不良影响而存在显著缺点，如骨髓抑制、脱发、肾功能损害、心脏并发症和神经系统问题。研究人员正在探索MNPs作为癌症治疗工具，主要基于其磁热疗（MHT）特性。CoFe2O4-NPs因其超顺磁性、MHT能力、生物相容性、改善的化学稳定性和易于表面修饰而被广泛研究。传统热疗方法使用外部光源或电磁波向组织传递热能，而CoFe2O4能在交变磁场（AMF）下通过磁滞将外部高频电磁能转化为热能。CoFe2O4-NPs表现出显著比吸收率（SAR）为396 W/gFe，表明其单位质量产热能力高于其他类型纳米颗粒。MNPs产生的热量取决于磁矩、磁场强度、频率和颗粒体积，热能释放源于布朗和尼尔弛豫引起的功率耗散，功率损耗公式可表示为P = μ0πfχH2，其中μ0= 4π×10-7(T mA)-1。CoFe2O4-NPs高达104玻尔磁子的磁矩和热稳定性使其适用于磁热疗。MHT的基础是AMF通过线圈外部施加并精确调节以靶向特定身体区域。当MNPs置于肿瘤内，患者置于交变磁场中时，肿瘤细胞经历温度升高，热疗增强肿瘤细胞对免疫细胞识别和杀伤的敏感性，可能上调热休克蛋白（在肿瘤细胞外表面起重要作用），改善肿瘤氧合和化学敏感性，导致肿瘤消退。该方法在临床前研究中显示出有希望的结果，目前正在临床试验中研究。

　　生物医学研究界高度重视药物靶向概念，用于癌症细胞的精准治疗。“磁靶向药物递送”概念进一步推进了这一理论。治疗剂被附着（或封装）在Co-NPs内（使用聚合物层），通过共存于MNPs中，可借助外部磁场精确引导至特定实体瘤部位。多种化疗药物（如顺铂、甲氨蝶呤、柔红霉素、多柔比星和紫杉醇）已被整合到表面修饰的MNPs中用于药物递送，实现高剂量抗癌药物靶向递送，在特定区域达到高浓度，同时最小化对健康组织的不良影响。成本效益和简单的合成方法增强了其未来大规模生产的潜力。Co-NPs与其他MNPs一样，可将抗癌药物精准靶向递送至肿瘤细胞，同时最小化对健康细胞的影响。这些MNPs还能增加疏水性抗癌药物的水溶性，其微小尺寸使其能够通过最狭窄的血管并穿透细胞膜。此外，使用CoFe2O4-NPs作为药物载体的小鼠模型体内研究已发表，表明其具有延长的生物利用度和快速肾脏排泄。CoFe2O4作为金属药物载体，可受外部磁场影响，从而在特定靶点实现可控释放。治疗剂也可响应酶活性、温度、pH或其他生理条件的变化而从MNPs中释放。这种药物递送方法可限制药物不良反应，并显著减少实现治疗效果所需的剂量。对于生物医学应用，MNPs必须具有一致尺寸、均匀形状、高结晶度和对其相的精确控制。磁靶向临床试验的初始阶段涉及向癌症患者施用装载表柔比星的MNPs。

　　成像对于诊断危及生命的疾病和监测治疗至关重要。尽管意义重大，但该方法无法识别在原位发生并扩散的转移性或单个癌细胞。通常，医学成像涉及使用造影剂，该化学物质通过改变电磁辐射或超声波在体内的传播方式增强特定组织的可见性。造影剂可通过口服、直肠或静脉途径给药。CoFe2O4-NPs最近作为有前景的医学成像造影剂引起科学家关注，其显示出更好的横向弛豫时间对比效果。生成磁共振图像需要纵向弛豫时间（T1）和横向弛豫时间（T2）的值，纵向弛豫时间（T1）是纵向磁化恢复所需时间，而横向弛豫时间（T2）代表横向磁化衰减所需时间。造影剂的纵向（r1）和横向（r2）弛豫率基于弛豫曲线斜率计算。造影剂的横向弛豫率（r2）随MNPs饱和磁化强度和浓度增加而增加。为提供更有效的对比，T2造影剂应具有更高的r2/r1比值。CoFe2O4-NPs的r2/r1比值为62.3，显著高于MnFe2O4（12.2）和Fe3O4（23.1）。因此，CoFe2O4-NPs提供显著高对比度并产生清晰的磁共振图像。基于CoFe2O4-NPs的造影剂因其优越的磁化强度、初始磁化率和各向异性能，可提供增强的磁共振对比，并允许使用更小的颗粒核心而不牺牲灵敏度。

　　生物传感是一个发展中的学科，涉及利用转导系统检测生物物质，包括生物大分子（如核酸、肽、蛋白质、酶、细胞、病毒、细菌、DNA和蛋白质）和小生物分子（如尿酸、H2O2和葡萄糖）。转导器可将生物信号转换为多种形式，如光学、热学、电学、电化学和电磁信号，然后可进行定量分析。CoFe2O4-NPs表现出生物系统中不常见的强磁学性质，使其成为生物传感应用的可行选择。纳米颗粒可分散在含有目标分析物的溶液中，或附着在转导器表面以促进检测。通常，Co基NPs涂覆有靶向元件（如抗体），与分析物结合，然后转导器产生信号被传感器检测。此外，它们可用于磁阻传感器、磁弛豫开关和磁弛豫传感器。

　　Co3O4-NPs因其独特的尺寸和形状依赖性性质以及在颜料、催化、传感器、电化学、磁学和能量存储等领域的潜在应用而备受关注。近期研究强调Co3O4-NPs作为癌症治疗中有前景的试剂，例如利用纳米颗粒靶向递送化疗药物已显示增加在肿瘤细胞中的积累，增强抗肿瘤效果并最小化副作用。Co3O4-NPs因其独特特性（如磁响应性和光催化活性）在癌症研究中引起极大兴趣，这些特性可用于治疗应用。Co3O4-NPs通过诱导癌细胞氧化应激导致细胞凋亡或坏死，在癌症治疗中显示出巨大潜力，对癌细胞表现出高毒性，同时对正常细胞保持合理安全性。此外，将靶向配体整合到Co3O4-NPs中可增强其对癌细胞的选择性。Co3O4-NPs还已与化疗药物联合使用以增强药物递送和疗效。

　　GRS方法使用生物前驱体作为还原剂，合成环境友好且可持续的NPs。多种生物物质，如植物提取物、植物和微生物，可作为金属氧化物NPs生物合成中的还原剂。GRS中使用的植物提取物通常无毒、廉价且易于获取。多种生物提取物（如Aerva javanica、Populus ciliata、Psidium guajava、Vitis vinifera、Citrus limon果实、Achatina fulica、Hibiscus rosa sinensis、Piper nigrum、Curcuma longa、Phytolacca dodecandra、Geranium wallichianum等）作为GRS方法中还原剂的前驱体，并具有天然抗菌特性。这些绿色前驱体含有多种植物化学物质，如黄酮类、氨基酸、酚类化合物、酶、生物碱和苷类，作为金属离子生物还原的激活剂。除还原能力外，绿色前驱体还充当封端剂和稳定剂。此外，这些绿色前驱体具有固有抗菌特性，因此通过GRS方法使用绿色前驱体生产的Co-NPs表现出联合抗菌活性。热图（图2）表明，作为还原剂合成CoFe2O4-NPs的绿色前驱体可因其固有抗菌特性而影响NPs的抗菌效果。例如，使用Raphanus sativus var. longipinnatus叶片合成Co-NPs，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均表现出显著抗菌活性；使用Aerva javanica提取物合成的Co-NPs在多种浓度下对B. subtilis、P. aeruginosa、S. aureus和E. coli表现出显著抗菌活性；使用Citrus limon果实提取物合成的Co-NPs对S. aureus、S. mutan、K. pneumoniae、E. coli、A. flavus和A. niger的抑制圈（ZOI）分别约为23、27、23、26、13和22 mm；使用Geranium wallichianum提取物合成的NPs对真菌（A. flavus、A. fumigatus、C. albicans）和细菌（E. coli）表现出中等ZOI值，表明植物化学组成关键影响抗菌效果。这些植物提取物作为还原剂和封端剂，改变纳米颗粒的尺寸、形状和表面特征，从而影响其与微生物的相互作用。微生物如细菌、真菌和藻类也可通过GRS方法合成Co-NPs，这些微生物越来越多地用于纳米颗粒合成。微生物主要与金属前驱体以不同方式相互作用合成Co基NPs。微生物可产生胞内和胞外物质，如酶和初级/次级代谢产物，作为Co基NPs合成中的封端剂和还原剂。此外，可利用全细菌进行合成，即胞内和细胞介导的胞外合成，涉及金属离子在细胞表面聚集以及通过酶参与的还原。细菌产生的MNPs表现出更高的稳定性和减少的聚集，细菌蛋白作为有效封端剂进一步增强稳定性。例如，来自Potentilla atrosanguinea、Swertia petiolata和Senecio chrysanthemoides根际土壤的细菌分离物用于生产尺寸为31.2 nm的Co基NPs，对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均表现出抗菌活性。同样，从真菌细胞质和细胞壁提取的酶也用于合成Co基NPs，如Fusarium oxysporum可释放大量蛋白质促进NPs形成，尺寸为33.4 nm，并表现出显著抗菌活性。一些研究表明，细菌产生的Co-NPs更小，且抗菌活性优于真菌和植物提取物合成的NPs。藻类因具有高金属积累和还原能力，在形成Co-NPs方面具有优势，通常使用生物分子如蛋白质、酶和多糖以及细胞壁中的活性化合物（如藻酸盐和褐藻糖胶）作为还原剂。不同生物分子在合成中发挥不同作用，例如多肽和维生素B2通过氨基酸或半胱氨酸酰胺稳定和封装NPs；酶具有独特结构，可催化反应而不被破坏，从而还原和稳定NPs生产，提高稳定性并减少聚集。此外，一项研究表明，壳聚糖和维生素C（抗坏血酸）的组合可用于纳米结构制造，壳聚糖的螯合能力促进了“壳聚糖-金属络合NPs”的大规模合成。GRS方法提供了一种环境可持续的方法，从生物资源生成具有独特特性的NPs，用于多种应用，包括显著的抗菌活性。该方法在推进可持续纳米技术和减轻环境影响方面具有巨大潜力。因此，生物合成显示出独特的化学和光学性质，适用于光热治疗、生物传感、抗氧化和抗菌应用以及药物递送。生物提取技术因其简单性和环境友好过程，在工业规模生产方面优于其他方法。GRS方法能够精确控制多种生物活性植物源物质的尺寸、形状和表面性质，从而增强特定应用中的性能。

　　Co-NPs的尺寸显著影响其抗菌效果。较小尺寸的Co-NPs通常表现出增强的抗菌活性，因其独特性质，如更高表面积体积比、更大稳定性、更高自由能、超顺磁行为、更高表面电荷和更大反应性。其减小尺寸使其能够与细菌膜更紧密相互作用并促进穿透进入细胞，从而便于扩散到细胞质中。此外，根据量子力学原理，这些纳米颗粒可通过量子限域效应产生ROS并促进电子转移。因此，具有更高表面积体积比的较小NPs更容易与细菌细胞相互作用，增加ROS水平并增强抗菌活性。较小Co-NPs比较大规模者表现出增强的抗菌活性。图3显示了Co-NPs尺寸与其抗菌活性（以ZOI衡量）之间的关系。散点图上的每个点代表特定形状的GRS介导的Co-NPs，并显示ZOI随NP尺寸的变化。尺寸约为20-40 nm的Co-NPs表现出中等抗菌活性，例如，20-40 nm的Co-NPs表现出显著抗菌活性，ZOI值范围为5至30 mm。尺寸为30.9 nm和33.4 nm的Co-NPs对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌表现出中等抗菌效果，抑制圈分别为16±2.45和13±2.08 mm，以及15和14 mm。21 nm和30.9 nm之间的10 nm差异显著影响抗菌活性，导致ZOI变化4-7 mm，即使2-3 nm的尺寸差异也会影响抗菌活性。然而，低于20 nm的Co-NPs表现出较低抗菌活性，可能因快速聚集减少了与微生物相互作用的可用表面积。尺寸略高于40 nm的Co-NPs表现出一致且中等的抗菌活性，ZOI值范围从小于10 mm到大于27 mm，针对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和线 nm时，Co-NPs对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌活性略有下降，ZOI分别为22和6 mm，但在较高浓度下，NPs表现出超过30 mm的ZOI。因此，Co-NPs的尺寸单独不足以决定其抗菌效果，因为其他物理化学参数（如形状、浓度和用于合成的绿色前驱体）也起作用。此外，温度、pH和保留时间等合成参数可能影响这些NPs的尺寸。增加的表面积增强与微生物的相互作用，表明纳米颗粒尺寸减小可能增加毒性。

　　不同形状的Co-NPs可对细菌细胞壁和酶造成不同程度的损伤。已报道的Co-NPs形状包括球形、立方体、多面体、三角形、片状、椭圆形、方形和其他不规则形状。有效接触面积和晶面反应性可以解释形状如何影响抗菌活性。图4显示了不同细菌的ZOI与形状之间的相关性，Y轴为Co-NPs形态，X轴为测试微生物，每个矩阵单元格表示特定形状对特定微生物的ZOI，颜色强度随抗菌活性增加而增强。相关性表明形状依赖的表面效应。例如，金字塔形NPs通常表现出更高能量的晶面、更尖锐的边缘和更多反应性表面位点，能比其他形状更紧密地结合到细胞膜，其物理属性允许其破坏细胞膜，这是展示其优异抗菌活性的第一步。球形Co-NPs表现出中等且一致的抗菌活性。相反，立方体和纳米棒相较于球形NPs表现出降低的抗菌活性，这是由于更高能量晶面使其高度反应性。因此，金字塔形晶体和球形形状导致更严重的膜损伤，进一步促进离子和ROS的释放，从而便于其进入细菌细胞，破坏代谢，损伤DNA并最终导致细胞死亡。

　　图5显示Co-NPs表现出明显的浓度依赖性抗菌活性。较高浓度使Co-NPs能快速结合到细菌表面，导致饱和并增加细胞进入的可能性，同时产生ROS，进一步增加微生物易感性。Co-NPs的抗菌效果与其浓度直接相关，研究表明增加其浓度会增强其抑菌活性。通过测量抑制圈（ZOI）测试了绿色合成Co-NPs对不同细菌的抗菌活性。剂量-响应曲线）显示所有测试菌株的抗菌活性随纳米颗粒浓度增加而持续增加，所有回归线斜率为正，表明更高纳米颗粒含量改善微生物抑制。大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现出最陡的响应，表明它们对浓度增加更敏感；枯草芽孢杆菌在较高剂量下ZOI值较低，可能表明一定耐药性或降低的敏感性。低浓度（0-5 mg/mL）下的变异性（包括一些零值区域）可能源于纳米颗粒-细胞相互作用不足或分散中的实验变异性。这些发现与文献一致，例如Khalil等人声称增加Co-NPs浓度会导致更高活性氧（ROS）产生，从而消除细菌细胞。例如，针对大肠杆菌，在31.25 μg/mL时ZOI为4 mm，在1000 μg/mL时增至13 mm；类似地，针对金黄色葡萄球菌，ZOI从31.25 μg/mL时的5 mm增至1000 μg/mL时的15 mm，表明剂量依赖性增加。S. epidermis、B. subtilis、K. pneumoniae和P. aeruginosa均表现出类似趋势，ZOI分别从4 mm增至13 mm、5 mm至16 mm、3 mm至12 mm和5 mm至14 mm。此外，Iqbal等人报道在10.9375 μg/mL时对A. flavus的ZOI为8 mm，在700 μg/mL时增至22 mm。另一项研究显示Co-NPs对B. subtilis、P. aeruginosa、S. aureus和E. coli的浓度依赖性方法，在1.6 mg/mL时区域直径分别为0、0、11和0 mm，在25 mg/mL时分别为18、23、27和25 mm。然而，Gupta等人报告了剂量依赖性研究中的不同趋势，在增加浓度后观察到对S. aureus和E. coli的ZOI下降，可能因材料聚集导致表面体积比和反应性降低。因此，证据表明Co-NPs的浓度与其抗菌活性相关，增加浓度会提高其抗菌活性。

　　研究表明Co-NPs对一系列敏感细菌具有显著抗菌活性。其抗菌活性的一种机制是通过Fenton反应产生ROS，导致蛋白质、DNA和脂质过氧化，自由基诱导铁死亡和氧化应激，最终导致细胞死亡。目前，研究人员对这些机制已有深入了解。

　　细菌细胞膜由磷脂双分子层和特定嵌入蛋白组成，半透膜通过共价键连接亲水极性头部与离子通道形成疏水非极性尾部。这些膜由磷脂和脂多糖组成，导致高电负性和负电荷细胞膜。Co-NPs根据条件和合成技术可能显示正或负电荷，导致与细菌细胞膜的不同静电相互作用，从而改变NPs的抗菌活性。抗菌活性也取决于特定细菌种类。这种静电吸引或排斥通过增加通透性破坏细菌细胞膜的完整性，促进频繁离子交换进入细胞，最终导致细胞死亡。研究表明，Co-NPs因其小尺寸和高表面积体积比，可粘附到细菌细胞膜，改变其形状并增加通透性，使NPs能够渗透细菌细胞，产生ROS并释放钴离子，导致氧化应激和细胞死亡。NPs的表面电荷通常pH依赖，低pH时为正，高pH时为负。在两种状态下，Co-NPs通过静电吸引和排斥表现出抗菌活性。当钴离子与细胞壁相互作用时，静电作用导致中断，金属离子随后通过附着到细菌细胞膜或通过蛋白质通道进入细胞内空间。

　　ROS的产生是Co-NPs发挥抗菌效果的主要机制之一。ROS通过光催化、细胞有氧代谢和Fenton反应产生，涉及O2的还原和H2O的氧化。光合作用产生ROS需要紫外线，但即使在无阳光条件下，Fenton反应也可产生ROS。广义Fenton反应如下：Co(I)介导反应：Co+与H2O2反应生成Co2+、羟基自由基（·OH）和氢氧根离子（OH-）：Co++ H2O2→ Co2++ ·OH + OH-。Co(II)介导反应：在特定生物螯合剂存在下，Co2+可与H2O2反应生成Co3+、羟基自由基和氢氧根离子：Co2++ H2O2→ Co3++ ·OH + OH-。ROS可通过氧化细胞膜脂质、损伤DNA以及阻碍复制、转录和翻译来抑制细菌发育。此外，自由基可能破坏抗氧化系统。因此，ROS可发挥多种功能，包括诱导细胞氧化应激，导致细菌死亡。

　　Co-NPs可通过表面介导的电子转移产生ROS。当ROS水平超过微生物的抗氧化能力时，会触发完整的氧化应激级联反应。Co-NPs的抗菌活性通过类Fenton反应级联产生ROS介导。超氧化物和过氧化氢等ROS可氧化膜脂质、切割DNA链并诱导微生物DNA复制应激。持续膜损伤还会降低质子驱动力并减少ATP产生。Co

　　离子催化分子氧还原为超氧阴离子自由基，超氧化物歧化酶将超氧化物转化为过氧化氢，Co

　　氧化还原循环通过类Fenton过程促进过氧化氢分解为高活性羟基自由基。机制如下：Co