Javascript hazırda brauzerinizdə deaktiv edilib.Javascript deaktiv edildikdə, bu veb-saytın bəzi funksiyaları işləməyəcək.
Xüsusi təfərrüatlarınızı və xüsusi maraq doğuran dərmanlarınızı qeydiyyatdan keçirin və biz sizə təqdim etdiyiniz məlumatı geniş məlumat bazamızda məqalələrlə uyğunlaşdıraq və sizə vaxtında e-poçt vasitəsilə PDF nüsxəsini göndərək.
Daha kiçik nanohissəciklər həmişə yaxşıdırmı?Gümüş nanohissəciklərin bioloji cəhətdən uyğun şərtlərdə ölçüdən asılı aqreqasiyasının bioloji təsirlərini anlayın
Müəlliflər: Bélteky P, Rónavári A, Zakupszky D, Boka E, Igaz N, Szerencsés B, Pfeiffer I, Vágvölgyi C, Kiricsi M, Kónya Z
Péter Bélteky,1,* Andrea Rónavari,1,* Dalma Zakupszky,1 Eszter Boka,1 Nóra Igaz,2 Bettina Szerencsés,3 Ilona Pfeiffer,3 Csaba Vágvölgyi,3 Monika Kiricsi of Environmental Chemistry and In Hunga, Hunga Science, , Seged Universiteti;2 Biokimya və Molekulyar Biologiya Departamenti, Elm və İnformasiya Fakültəsi, Seqed Universiteti, Macarıstan;3 Mikrobiologiya şöbəsi, Elm və İnformasiya Fakültəsi, Seqed Universiteti, Macarıstan;4MTA-SZTE Reaksiya Kinetikası və Səth Kimyası Tədqiqat Qrupu, Szeged, Macarıstan* Bu müəlliflər bu işə bərabər töhfə vermişlər.Əlaqə: Zoltán Kónya Tətbiqi və Ətraf Mühit Kimyası Departamenti, Elm və İnformatika Fakültəsi, Seqed Universiteti, Rerrich Meydanı 1, Szeged, H-6720, Macarıstan Telefon +36 62 544620 E-poçt [E-poçt mühafizəsi] Məqsəd: Gümüş nanohissəciklərdir Xüsusilə biotibbi tətbiqlərinə görə ən çox öyrənilən nanomateriallardan biridir.Bununla belə, nanohissəciklərin aqreqasiyası səbəbindən onların əla sitotoksikliyi və antibakterial aktivliyi bioloji mühitlərdə çox vaxt pozulur.Bu işdə orta diametri 10, 20 və 50 nm olan üç müxtəlif sitratla bitən gümüş nanohissəcik nümunələrinin aqreqasiya davranışı və əlaqəli bioloji aktivlikləri tədqiq edilmişdir.Metod: Nanohissəcikləri sintez etmək və xarakterizə etmək, onların müxtəlif pH dəyərlərində, NaCl, qlükoza və qlütamin konsentrasiyalarında birləşmə davranışını dinamik işığın səpilməsi və ultrabənövşəyi görünən spektroskopiya ilə qiymətləndirmək üçün ötürücü elektron mikroskopdan istifadə edin.Bundan əlavə, hüceyrə mədəniyyəti mühitində Dulbecco kimi komponentlər Eagle Medium və Fetal Calf Serumda birləşmə davranışını yaxşılaşdırır.Nəticələr: Nəticələr göstərir ki, asidik pH və fizioloji elektrolit tərkibi ümumiyyətlə mikron miqyaslı aqreqasiyaya səbəb olur ki, bu da biomolekulyar korona əmələ gəlməsi ilə vasitəçilik edilə bilər.Qeyd etmək lazımdır ki, daha böyük hissəciklər kiçik analoqlarına nisbətən xarici təsirlərə daha yüksək müqavimət göstərirlər.İn vitro sitotoksiklik və antibakterial testlər müxtəlif aqreqasiya mərhələlərində hüceyrələrin nanohissəcik aqreqatları ilə işlənməsi yolu ilə aparılmışdır.Nəticə: Nəticələrimiz kolloid sabitlik və AgNP-lərin toksikliyi arasında dərin korrelyasiya aşkar edir, çünki həddindən artıq yığılma bioloji aktivliyin tam itirilməsinə səbəb olur.Daha böyük hissəciklər üçün müşahidə edilən daha yüksək anti-aqreqasiya dərəcəsi in vitro toksikliyə əhəmiyyətli təsir göstərir, çünki belə nümunələr daha çox antimikrob və məməli hüceyrələrinin fəaliyyətini saxlayır.Bu tapıntılar belə nəticəyə gətirib çıxarır ki, müvafiq ədəbiyyatda ümumi rəyə baxmayaraq, mümkün olan ən kiçik nanohissəciklərin hədəflənməsi ən yaxşı hərəkət yolu olmaya bilər.Açar sözlər: toxum vasitəçiliyi, kolloid sabitlik, ölçüdən asılı aqreqasiya davranışı, aqreqasiya zərərinin toksikliyi
Nanomateriallara tələbat və istehsal artmaqda davam etdikcə, onların biotəhlükəsizliyinə və ya bioloji aktivliyinə getdikcə daha çox diqqət yetirilir.Gümüş nanohissəciklər (AgNPs) əla katalitik, optik və bioloji xassələrinə görə bu sinif materialların ən çox sintez edilən, tədqiq edilən və istifadə edilən nümayəndələrindən biridir.1 Ümumiyyətlə güman edilir ki, nanomateryalların (o cümlədən AgNPs) unikal xüsusiyyətləri əsasən onların böyük xüsusi səth sahəsinə aid edilir.Buna görə də, qaçılmaz problem, hissəcik ölçüsü, səth örtüyü və ya aqreqasiya kimi bu əsas xüsusiyyətə təsir edən hər hansı bir prosesdir, bunun xüsusi tətbiqlər üçün kritik olan nanohissəciklərin xassələrinə ciddi ziyan vurub-patmayacağıdır.
Hissəcik ölçüsünün və stabilizatorların təsirləri ədəbiyyatda nisbətən yaxşı sənədləşdirilmiş mövzulardır.Məsələn, ümumi qəbul edilən fikir ondan ibarətdir ki, daha kiçik nanohissəciklər böyük nanohissəciklərdən daha zəhərlidir.2 Ümumi ədəbiyyata uyğun olaraq, əvvəlki tədqiqatlarımız məməlilərin hüceyrələri və mikroorqanizmlər üzərində nanogümüşün ölçüdən asılı fəaliyyətini nümayiş etdirdi.3-5 Səth örtüyü nanomaterialların xassələrinə geniş təsir göstərən başqa bir xüsusiyyətdir.Sadəcə onun səthinə stabilizatorlar əlavə etməklə və ya dəyişdirməklə eyni nanomaterial tamamilə fərqli fiziki, kimyəvi və bioloji xüsusiyyətlərə malik ola bilər.Qapaqlayıcı maddələrin tətbiqi ən çox nanohissəciklərin sintezinin bir hissəsi kimi həyata keçirilir.Məsələn, sitratla sonlandırılmış gümüş nanohissəcikləri tədqiqatda ən uyğun AgNP-lərdən biridir və onlar reaksiya mühiti kimi seçilmiş stabilizator məhlulunda gümüş duzlarının azaldılması yolu ilə sintez edilir.6 Sitrat aşağı qiymətindən, əlçatanlığından, biouyğunluğundan və gümüşə güclü yaxınlığından asanlıqla istifadə edə bilər ki, bu da müxtəlif təklif olunan qarşılıqlı təsirlərdə əks oluna bilər, reversiv səth adsorbsiyasından ion qarşılıqlı təsirlərə qədər.Sitratlar, polimerlər, polielektrolitlər və bioloji agentlər kimi kiçik molekullar və 7,8-ə yaxın poliatomik ionlar da nano-gümüşü sabitləşdirmək və onun üzərində unikal funksiyaları yerinə yetirmək üçün adətən istifadə olunur.9-12
Nanohissəciklərin aktivliyinin qəsdən səthi örtmə ilə dəyişdirilməsinin mümkünlüyü çox maraqlı sahə olsa da, bu səth örtüyünün əsas rolu cüzidir, nanohissəciklər sistemi üçün kolloid sabitliyi təmin edir.Nanomateryalların böyük xüsusi səth sahəsi böyük səth enerjisi istehsal edəcək ki, bu da sistemin termodinamik qabiliyyətinə minimum enerjiyə çatmasına mane olur.13 Müvafiq stabilləşdirmə olmadan bu, nanomaterialların yığılmasına səbəb ola bilər.Aqreqasiya müxtəlif formalı və ölçülü hissəciklərin aqreqatlarının əmələ gəlməsidir ki, bu da səpələnmiş hissəciklərin bir araya gəlməsi və cari termodinamik qarşılıqlı təsirlərin hissəciklərin bir-birinə yapışmasına imkan verdiyi zaman baş verir.Buna görə də, stabilizatorlar, onların termodinamik cazibəsinə qarşı çıxmaq üçün hissəciklər arasında kifayət qədər böyük itələyici qüvvə tətbiq etməklə aqreqasiyanın qarşısını almaq üçün istifadə olunur.14
Hissəciklərin ölçüsü və səth örtüyü mövzusu nanohissəciklərin yaratdığı bioloji fəaliyyətlərin tənzimlənməsi kontekstində hərtərəfli tədqiq olunsa da, hissəciklərin yığılması çox diqqətdən kənarda qalan bir sahədir.Bioloji cəhətdən uyğun şərtlərdə nanohissəciklərin kolloid sabitliyini həll etmək üçün demək olar ki, hərtərəfli tədqiqat yoxdur.10,15-17 Bundan əlavə, aqreqasiya ilə əlaqəli toksikliyin də tədqiq edildiyi yerlərdə bu töhfə xüsusilə nadirdir, hətta o, damar trombozu kimi mənfi reaksiyalara və ya arzuolunan xüsusiyyətlərin, məsələn, onun toksikliyi kimi itirilməsinə səbəb ola bilər. Şəkil 1.18-də göstərilmişdir, 19-da göstərilmişdir.Əslində, gümüş nanohissəciklərin müqavimətinin bir neçə məlum mexanizmlərindən biri aqreqasiya ilə bağlıdır, çünki müəyyən E. coli və Pseudomonas aeruginosa ştammlarının flagellin, flagellin zülalını ifadə edərək nano-gümüş həssaslığını azaltdığı bildirilir.Gümüşə yüksək yaxınlığa malikdir və bununla da aqreqasiyaya səbəb olur.20
Gümüş nanohissəciklərin toksikliyi ilə bağlı bir neçə fərqli mexanizm var və aqreqasiya bu mexanizmlərin hamısına təsir göstərir.AgNP-nin bioloji aktivliyinin ən çox müzakirə olunan metodu, bəzən “Troya atı” mexanizmi kimi də adlandırılır, AgNP-ləri Ag+ daşıyıcıları hesab edir.1,21 Troya atı mexanizmi yerli Ag+ konsentrasiyasının böyük artımını təmin edə bilər ki, bu da ROS və membran depolarizasiyasının yaranmasına səbəb olur.22-24 Aqreqasiya Ag+-nın sərbəst buraxılmasına təsir göstərə bilər və bununla da toksikliyə təsir edə bilər, çünki gümüş ionlarının oksidləşə və həll oluna biləcəyi effektiv aktiv səthi azaldır.Bununla belə, AgNP-lər yalnız ion buraxmaqla toksiklik nümayiş etdirməyəcəklər.Bir çox ölçü və morfologiya ilə əlaqəli qarşılıqlı əlaqə nəzərə alınmalıdır.Onların arasında nanohissəciklərin səthinin ölçüsü və forması müəyyənedici xüsusiyyətlərdir.4,25 Bu mexanizmlərin toplanması “induksiya edilmiş toksiklik mexanizmləri” kimi təsnif edilə bilər.Orqanoidlərə zərər verə bilən və hüceyrə ölümünə səbəb ola biləcək bir çox mitoxondrial və səth membran reaksiyaları var.25-27 Aqreqatların əmələ gəlməsi təbii olaraq canlı sistemlər tərəfindən tanınan gümüş tərkibli obyektlərin ölçüsünə və formasına təsir etdiyi üçün bu qarşılıqlı təsirlər də təsir edə bilər.
Gümüş nanohissəciklərin aqreqasiyası ilə bağlı əvvəlki məqaləmizdə biz bu problemi öyrənmək üçün kimyəvi və in vitro bioloji təcrübələrdən ibarət effektiv skrininq prosedurunu nümayiş etdirdik.19 Dinamik İşıq Səpilməsi (DLS) bu növ yoxlamalar üçün üstünlük verilən texnikadır, çünki material öz hissəciklərinin ölçüsü ilə müqayisə edilə bilən dalğa uzunluğunda fotonları səpə bilər.Maye mühitdə hissəciklərin Brownian hərəkət sürəti ölçü ilə əlaqəli olduğundan, səpələnmiş işığın intensivliyindəki dəyişiklik maye nümunəsinin orta hidrodinamik diametrini (Z-orta) təyin etmək üçün istifadə edilə bilər.28 Bundan əlavə, nümunəyə gərginlik tətbiq etməklə, nanohissəciyin zeta potensialı (ζ potensialı) Z orta qiymətinə oxşar şəkildə ölçülə bilər.13,28 Əgər zeta potensialının mütləq dəyəri kifayət qədər yüksək olarsa (ümumi göstərişlərə görə> ±30 mV), birləşməyə qarşı çıxmaq üçün hissəciklər arasında güclü elektrostatik itələmə yaradacaqdır.Xarakterik səth plazmon rezonansı (SPR) unikal optik hadisədir, əsasən qiymətli metal nanohissəciklərinə (əsasən Au və Ag) aid edilir.29​ Bu materialların nanomiqyasda elektron rəqslərinə (səth plazmonlarına) əsasən məlumdur ki, sferik AgNP-lərin 400 nm-ə yaxın səciyyəvi UV-Vis udma pikinə malikdir.30 Hissəciklərin intensivliyi və dalğa uzunluğunun dəyişməsi DLS nəticələrini tamamlamaq üçün istifadə olunur, çünki bu üsul biomolekulların nanohissəciklərin aqreqasiyasını və səthi adsorbsiyasını aşkar etmək üçün istifadə edilə bilər.
Əldə edilmiş məlumatlara əsasən, hüceyrə canlılığı (MTT) və antibakterial analizlər AgNP toksikliyinin (ən çox istifadə olunan amil) nanohissəciklərin konsentrasiyası deyil, aqreqasiya səviyyəsinin funksiyası kimi təsvir edildiyi şəkildə həyata keçirilir.Bu unikal üsul bioloji aktivlikdə aqreqasiya səviyyəsinin dərin əhəmiyyətini nümayiş etdirməyə imkan verir, çünki, məsələn, sitratla dayandırılmış AgNP-lər aqreqasiya nəticəsində bir neçə saat ərzində öz bioloji aktivliyini tamamilə itirirlər.19
Hazırkı işimizdə nanohissəciklərin ölçüsünün nanohissəciklərin birləşməsinə təsirini öyrənməklə bio-əlaqəli kolloidlərin sabitliyinə və onların bioloji fəaliyyətə təsirinə əvvəlki töhfələrimizi xeyli genişləndirməyi hədəfləyirik.Bu, şübhəsiz ki, nanohissəciklərin tədqiqatlarından biridir.Daha yüksək profilli perspektiv və 31 Bu məsələni araşdırmaq üçün üç müxtəlif ölçü diapazonunda (10, 20 və 50 nm) sitratla sonlandırılmış AgNP-lər istehsal etmək üçün toxum vasitəçiliyi üsulundan istifadə edilmişdir.6,32 ən ümumi üsullardan biri kimi.Tibbi tətbiqlərdə geniş və müntəzəm olaraq istifadə edilən nanomateryallar üçün nanogümüşün aqreqasiya ilə əlaqəli bioloji xüsusiyyətlərinin mümkün ölçü asılılığını öyrənmək üçün müxtəlif ölçülü sitratla sonlandırılmış AgNP-lər seçilir.Müxtəlif ölçülü AgNP-ləri sintez etdikdən sonra, istehsal olunan nümunələri ötürücü elektron mikroskopiya (TEM) ilə xarakterizə etdik və sonra yuxarıda qeyd olunan skrininq prosedurundan istifadə edərək hissəcikləri araşdırdıq.Bundan əlavə, Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) və Fetal Bovine Serum (FBS) in vitro hüceyrə kulturalarının mövcudluğunda ölçüdən asılı aqreqasiya davranışı və onun davranışı müxtəlif pH dəyərlərində, NaCl, qlükoza və qlutamin konsentrasiyalarında qiymətləndirilmişdir.Sitotoksikliyin xüsusiyyətləri hərtərəfli şəraitdə müəyyən edilir.Elmi konsensus göstərir ki, ümumiyyətlə, daha kiçik hissəciklərə üstünlük verilir;araşdırmamız bunun olub olmadığını müəyyən etmək üçün kimyəvi və bioloji platforma təqdim edir.
Müxtəlif ölçülü diapazonlu üç gümüş nanohissəcik, kiçik düzəlişlərlə, Wan və digərləri tərəfindən təklif olunan toxum vasitəçiliyi ilə böyümə üsulu ilə hazırlanmışdır.6 Bu üsul gümüş mənbəyi kimi gümüş nitratdan (AgNO3), azaldıcı vasitə kimi natrium borhidriddən (NaBH4) və stabilizator kimi natrium sitratdan istifadə edərək kimyəvi reduksiyaya əsaslanır.Əvvəlcə natrium sitrat dihidratdan (Na3C6H5O7 x 2H2O) 75 mL 9 mM sitrat sulu məhlulu hazırlayın və 70°C-yə qədər qızdırın.Sonra reaksiya mühitinə 2 mL 1%-li AgNO3 məhlulu əlavə edildi və sonra təzə hazırlanmış natrium borhidrid məhlulu (2 mL 0,1% w/v) damla damla töküldü.Yaranan sarı-qəhvəyi suspenziya 1 saat güclü qarışdırmaqla 70°C-də saxlanılır, sonra otaq temperaturuna qədər soyudulur.Nəticə nümunə (bundan sonra AgNP-I adlandırılacaq) növbəti sintez mərhələsində toxum vasitəçiliyi ilə böyümə üçün əsas kimi istifadə olunur.
Orta ölçülü hissəcik suspenziyasını (AgNP-II kimi qeyd olunur) sintez etmək üçün 90 ml 7,6 mM sitrat məhlulunu 80°C-yə qədər qızdırın, 10 mL AgNP-I ilə qarışdırın və sonra 2 ml 1% w/v AgNO3 məhlulu ilə qarışdırın. 1 saat güclü mexaniki qarışdırma altında saxlandıqdan sonra nümunə otaq temperaturuna qədər soyudulur.
Ən böyük hissəcik (AgNP-III) üçün eyni böyümə prosesini təkrarlayın, lakin bu halda toxum süspansiyonu kimi 10 mL AgNP-II istifadə edin.Nümunələr otaq temperaturuna çatdıqdan sonra, 40°C-də əlavə həlledici əlavə etmək və ya buxarlamaqla ümumi AgNO3 tərkibinə əsaslanan nominal Ag konsentrasiyasını 150 ppm-ə təyin edirlər və nəhayət, onları sonrakı istifadəyə qədər 4°C-də saxlayırlar.
Nanohissəciklərin morfoloji xüsusiyyətlərini araşdırmaq və onların elektron difraksiyasının (ED) nümunəsini tutmaq üçün 200 kV sürətlənmə gərginliyi ilə FEI Tecnai G2 20 X-Twin Transmissiya Elektron Mikroskopundan (TEM) (FEI Korporativ Qərargahı, Hillsboro, Oreqon, ABŞ) istifadə edin.ImageJ proqram paketindən istifadə etməklə ən azı 15 təmsilçi təsvir (~750 hissəcik) qiymətləndirilib və nəticədə histoqramlar (və bütün tədqiqatın bütün qrafikləri) OriginPro 2018 (OriginLab, Northampton, MA, ABŞ) 33, 34-də yaradılıb.
İlkin kolloid xassələrini göstərmək üçün nümunələrin orta hidrodinamik diametri (Z-orta), zeta potensialı (ζ-potensial) və xarakterik səth plazmon rezonansı (SPR) ölçüldü.Nümunənin orta hidrodinamik diametri və zeta potensialı Malvern Zetasizer Nano ZS aləti (Malvern Instruments, Malvern, Böyük Britaniya) ilə 37±0,1°C-də birdəfəlik qatlanmış kapilyar hüceyrələrdən istifadə etməklə ölçüldü.Ocean Optics 355 DH-2000-BAL UV-Vis spektrofotometri (Halma PLC, Largo, FL, ABŞ) 250-800 nm diapazonunda nümunələrin UV-Vis udma spektrlərindən xarakterik SPR xüsusiyyətlərini əldə etmək üçün istifadə edilmişdir.
Bütün təcrübə zamanı kolloid sabitliyə aid üç müxtəlif ölçmə növü eyni vaxtda aparılmışdır.Hissəciklərin orta hidrodinamik diametrini (Z orta) və zeta potensialını (ζ potensialı) ölçmək üçün DLS-dən istifadə edin, çünki Z orta göstəricisi nanohissəciklərin aqreqatlarının orta ölçüsü ilə bağlıdır və zeta potensialı sistemdə elektrostatik itələmənin olub olmadığını göstərir. nanohissəciklər arasında Van der Waals cazibəsini kompensasiya etmək üçün kifayət qədər güclüdür.Ölçmələr üç nüsxədə aparılır və Z orta və zeta potensialının standart kənarlaşması Zetasizer proqramı ilə hesablanır.Hissəciklərin xarakterik SPR spektrləri UV-Vis spektroskopiyası ilə qiymətləndirilir, çünki pik intensivlik və dalğa uzunluğundakı dəyişikliklər aqreqasiya və səth qarşılıqlı təsirini göstərə bilər.29,35 Əslində qiymətli metallarda səthi plazmon rezonansı o qədər təsirlidir ki, biomolekulların yeni analiz üsullarına gətirib çıxarıb.29,36,37 Eksperimental qarışıqda AgNP-lərin konsentrasiyası təqribən 10 ppm-dir və məqsəd maksimum ilkin SPR udma intensivliyini 1-ə təyin etməkdir. Təcrübə zamandan asılı olaraq 0-da aparılmışdır;1.5;3;6;Müxtəlif bioloji uyğun şəraitdə 12 və 24 saat.Təcrübəni təsvir edən daha ətraflı məlumatı əvvəlki işimizdə görmək olar.19 Bir sözlə, müxtəlif pH dəyərləri (3; 5; 7.2 və 9), müxtəlif natrium xlorid (10 mM; 50 mM; 150 mM), qlükoza (3.9 mM; 6.7 mM) və qlütamin (4 mM) konsentrasiyası və həmçinin model sistemlər kimi Dulbecco-nun Modified Eagle Medium (DMEM) və Fetal Bovine Serum (FBS) (suda və DMEM-də) hazırladı və onların sintez edilmiş gümüş nanohissəciklərinin aqreqasiya davranışına təsirini öyrəndi.pH, NaCl, qlükoza və qlutaminin dəyərləri fizioloji konsentrasiyalara əsasən qiymətləndirilir, DMEM və FBS miqdarı isə bütün in vitro təcrübədə istifadə edilən səviyyələrlə eynidir.38-42 Bütün ölçmələr pH 7.2 və 37°C-də 10 mM NaCl sabit fon duz konsentrasiyası ilə hər hansı uzun məsafəli hissəciklərin qarşılıqlı təsirini aradan qaldırmaq üçün aparılmışdır (müəyyən pH və NaCl ilə əlaqəli təcrübələr istisna olmaqla, burada bu atributlar aşağıda göstərilən dəyişənlərdir). təhsil).28 Müxtəlif şərtlərin siyahısı Cədvəl 1-də ümumiləşdirilmişdir. † ilə işarələnmiş təcrübə istinad kimi istifadə olunur və tərkibində 10 mM NaCl və pH 7.2 olan nümunəyə uyğundur.
İnsan prostat xərçəngi hüceyrə xətti (DU145) və ölümsüzləşdirilmiş insan keratinositləri (HaCaT) ATCC-dən (Manassas, VA, ABŞ) əldə edilmişdir.Hüceyrələr müntəzəm olaraq 10% FBS, 2 mM L-qlutamin, 0,01 % Streptomisin və %0 ilə əlavə edilmiş 4,5 q/L qlükoza (Sigma-Aldrich, Sent-Luis, MO, ABŞ) olan Dulbecco'nun minimum əsas mühiti Qartalda (DMEM) yetişdirilir. Penisilin (Sigma-Aldrich, Sent-Luis, Missuri, ABŞ).Hüceyrələr 5% CO2 və 95% rütubət altında 37°C inkubatorda becərilir.
Zamandan asılı olaraq hissəciklərin yığılması nəticəsində yaranan AgNP sitotoksisitesindəki dəyişiklikləri araşdırmaq üçün iki addımlı MTT analizi aparıldı.Birincisi, iki hüceyrə növünün canlılığı AgNP-I, AgNP-II və AgNP-III ilə müalicədən sonra ölçüldü.Bu məqsədlə, iki növ hüceyrə 10,000 hüceyrə/quyu sıxlığında 96 quyu boşqablarına səpildi və ikinci gün artan konsentrasiyalarda üç müxtəlif ölçülü gümüş nanohissəciklə müalicə olundu.24 saatlıq müalicədən sonra hüceyrələr PBS ilə yuyuldu və mədəniyyət mühitində 1 saat 37°C-də seyreltilmiş 0,5 mq/mL MTT reagenti (SERVA, Heidelberg, Almaniya) ilə inkubasiya edildi.Formazan kristalları DMSO-da (Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, ABŞ) həll edildi və udma Synergy HTX boşqab oxuyucusu (BioTek-Macarıstan, Budapeşt, Macarıstan) istifadə edərək 570 nm-də ölçüldü.Təmizlənməmiş nəzarət nümunəsinin udma dəyəri 100% sağ qalma nisbəti hesab olunur.Dörd müstəqil bioloji təkrardan istifadə edərək ən azı 3 təcrübə aparın.IC50 canlılıq nəticələrinə əsaslanan doza cavab əyrisindən hesablanır.
Bundan sonra, ikinci mərhələdə, hüceyrə emalından əvvəl hissəcikləri 150 mM NaCl ilə müxtəlif müddətlərdə (0, 1.5, 3, 6, 12 və 24 saat) inkubasiya edərək, gümüş nanohissəciklərin müxtəlif birləşmə vəziyyətləri əldə edildi.Daha sonra hissəciklərin birləşməsindən təsirlənən hüceyrə canlılığında dəyişiklikləri qiymətləndirmək üçün əvvəllər təsvir edildiyi kimi eyni MTT analizi aparıldı.Son nəticəni qiymətləndirmək üçün GraphPad Prism 7-dən istifadə edin, cütləşməmiş t-testi ilə təcrübənin statistik əhəmiyyətini hesablayın və onun səviyyəsini * (p ≤ 0.05), ** (p ≤ 0.01), *** (p ≤ 0.001) kimi qeyd edin. ) Və **** (p ≤ 0,0001).
Cryptococcus neoformans IFM 5844 (IFM; Patogen Göbələklər və Mikrob Toksikologiyası Tədqiqat Mərkəzi, Çiba Universiteti) və Bacillus Test me6MC01-ə qarşı antibakterial həssaslıq üçün üç müxtəlif ölçülü gümüş nanohissəcikləri (AgNP-I, AgNP-II və AgNP-III) istifadə edilmişdir. (SZMC: Szeged Microbiology Collection) və E. coli SZMC 0582 RPMI 1640 mühitində (Sigma-Aldrich Co.).Hissəciklərin aqreqasiyası nəticəsində yaranan antibakterial aktivlikdə baş verən dəyişiklikləri qiymətləndirmək üçün ilk növbədə, onların minimum inhibitor konsentrasiyası (MİK) 96 quyuluq mikrotitr lövhəsində mikrodilüsyonla müəyyən edilmişdir.50 μL standartlaşdırılmış hüceyrə suspenziyasına (RPMI 1640 mühitində 5 × 104 hüceyrə/ml) 50 μL gümüş nanohissəcik süspansiyonu əlavə edin və ardıcıl olaraq konsentrasiyanı iki dəfə seyreltin (yuxarıda qeyd olunan mühitdə diapazon 0 və 75 ppm-dir, yəni, nəzarət nümunəsində 50 μL hüceyrə süspansiyonu və 50 μL nanohissəciklər olmayan mühit var).Bundan sonra, boşqab 48 saat ərzində 30°C-də inkubasiya edildi və mədəniyyətin optik sıxlığı SPECTROstar Nano boşqab oxuyucusu (BMG LabTech, Offenburg, Almaniya) istifadə edərək 620 nm-də ölçüldü.Təcrübə üç dəfə üç dəfə aparıldı.
Bu zaman 50 μL tək yığılmış nanohissəcik nümunələrindən istifadə edildiyi istisna olmaqla, yuxarıda qeyd olunan suşlar üzərində aqreqasiyanın antibakterial fəaliyyətə təsirini yoxlamaq üçün əvvəllər təsvir edilən eyni prosedurdan istifadə edilmişdir.Gümüş nanohissəciklərin müxtəlif aqreqasiya vəziyyətləri hüceyrə emalından əvvəl hissəciklərin müxtəlif müddətlərdə (0, 1,5, 3, 6, 12 və 24 saat) 150 mM NaCl ilə inkubasiya edilməsi ilə əldə edilir.Böyümə nəzarəti kimi 50 μL RPMI 1640 mühiti ilə əlavə edilmiş süspansiyon, toksikliyə nəzarət etmək üçün isə yığılmamış nanohissəcikləri olan süspansiyon istifadə edilmişdir.Təcrübə üç dəfə üç dəfə aparıldı.MTT analizi ilə eyni statistik analizdən istifadə edərək son nəticəni yenidən qiymətləndirmək üçün GraphPad Prism 7-dən istifadə edin.
Ən kiçik hissəciklərin (AgNP-I) yığılma səviyyəsi səciyyələndirilmiş və nəticələr əvvəlki işimizdə qismən dərc edilmişdir, lakin daha yaxşı müqayisə üçün bütün hissəciklər hərtərəfli yoxlanılmışdır.Eksperimental məlumatlar aşağıdakı bölmələrdə toplanır və müzakirə olunur.AgNP-nin üç ölçüsü.19
TEM, UV-Vis və DLS tərəfindən həyata keçirilən ölçmələr bütün AgNP nümunələrinin uğurlu sintezini təsdiqlədi (Şəkil 2A-D).Şəkil 2-nin birinci sırasına əsasən, ən kiçik hissəcik (AgNP-I) orta diametri təxminən 10 nm olan vahid sferik morfologiyanı göstərir.Toxum vasitəçiliyi metodu həmçinin AgNP-II və AgNP-III-ni müvafiq olaraq təxminən 20 nm və 50 nm orta hissəcik diametrləri ilə müxtəlif ölçü diapazonları ilə təmin edir.Hissəciklərin paylanmasının standart sapmasına görə, üç nümunənin ölçüləri üst-üstə düşmür ki, bu da onların müqayisəli təhlili üçün vacibdir.TEM-əsaslı hissəcik 2D proyeksiyalarının orta aspekt nisbətini və naziklik nisbətini müqayisə edərək, hissəciklərin sferikliyinin ImageJ-in forma filtri plug-in ilə qiymətləndirilir (Şəkil 2E).43 Hissəciklərin formasının təhlilinə əsasən, onların aspekt nisbətinə (ən kiçik sərhəd düzbucaqlının böyük tərəfi/qısa tərəfi) hissəciklərin böyüməsi və naziklik nisbəti (müvafiq mükəmməl dairənin ölçülən sahəsi/nəzəri sahəsi) təsir etmir. ) tədricən azalır.Bu, 1 incəlik nisbətinə uyğun gələn, nəzəri cəhətdən mükəmməl yuvarlaq olan getdikcə daha çox polihedral hissəciklərlə nəticələnir.
Şəkil 2 Transmissiya elektron mikroskopu (TEM) şəkli (A), elektron difraksiya (ED) nümunəsi (B), ölçü paylama histoqramı (C), xarakterik ultrabənövşəyi ilə görünən (UV-Vis) işığın udma spektri (D) və orta maye Sitrat -mexaniki diametri (Z-orta), zeta potensialı, aspekt nisbəti və qalınlıq nisbəti (E) olan sonlanmış gümüş nanohissəciklər üç fərqli ölçü diapazonuna malikdir: AgNP-I 10 nm (üst sıra), AgNP -II 20 nm (orta sıra) ), AgNP-III (aşağı sıra) 50 nm-dir.
Böyümə metodunun siklik xarakteri müəyyən dərəcədə hissəcik formasına təsir etsə də, nəticədə daha böyük AgNP-lərin daha kiçik sferikliyi ilə nəticələnsə də, hər üç nümunə kvazikürə şəklində qaldı.Bundan əlavə, Şəkil 2B-də elektron difraksiya nümunəsində göstərildiyi kimi, nano Hissəciklərin kristallığına təsir göstərmir.Gümüşün (111), (220), (200) və (311) Miller indeksləri ilə əlaqələndirilə bilən görkəmli difraksiya halqası elmi ədəbiyyat və bizim əvvəlki töhfələrimizlə çox uyğundur.9, 19,44 AgNP-II və AgNP-III-ün Debye-Şerrer halqasının parçalanması ED şəklinin eyni böyüdücüdə çəkilməsi ilə əlaqədardır, buna görə də hissəcik ölçüsü artdıqca hər bir difraksiyaya məruz qalan hissəciklərin sayı artır. vahid sahəsi artır və azalır.
Nanohissəciklərin ölçüsü və formasının bioloji aktivliyə təsir etdiyi məlumdur.3,45 Formadan asılı olan katalitik və bioloji aktivliyi onunla izah etmək olar ki, müxtəlif formalar müəyyən kristal üzləri (müxtəlif Miller indekslərinə malik) çoxalmağa meyllidirlər və bu kristal üzlər fərqli fəaliyyətlərə malikdir.45,46 Hazırlanmış hissəciklər çox oxşar kristal xüsusiyyətlərinə uyğun gələn oxşar ED nəticələrini təmin etdiyinə görə, güman etmək olar ki, sonrakı kolloid sabitlik və bioloji aktivlik təcrübələrimizdə hər hansı müşahidə edilən fərqlər forma ilə əlaqəli xüsusiyyətlərə deyil, nanohissəciklərin ölçüsünə aid edilməlidir.
Şəkil 2D-də ümumiləşdirilmiş UV-Vis nəticələri sintez edilmiş AgNP-nin böyük sferik təbiətini daha da vurğulayır, çünki hər üç nümunənin SPR zirvələri təxminən 400 nm-dir ki, bu da sferik gümüş nanohissəciklərin xarakterik dəyəridir.29,30 Tutulan spektrlər də nanogümüşün toxum vasitəsilə uğurlu böyüməsini təsdiqlədi.Hissəcik ölçüsü artdıqca, AgNP-II-nin maksimum işığın udulmasına uyğun gələn dalğa uzunluğu - daha qabarıq şəkildə - Ədəbiyyata görə, AgNP-III qırmızı sürüşmə yaşadı.6,29
AgNP sisteminin ilkin kolloid sabitliyinə gəldikdə, pH 7.2-də hissəciklərin orta hidrodinamik diametrini və zeta potensialını ölçmək üçün DLS istifadə edilmişdir.Şəkil 2E-də təsvir olunan nəticələr göstərir ki, AgNP-III AgNP-I və ya AgNP-II ilə müqayisədə daha yüksək kolloid sabitliyə malikdir, çünki ümumi qaydalar uzunmüddətli kolloid sabitlik üçün 30 mV mütləq zeta potensialının zəruri olduğunu göstərir. Z orta dəyəri (sərbəst və yığılmış hissəciklərin orta hidrodinamik diametri kimi əldə edilir) TEM tərəfindən alınan ilkin hissəcik ölçüsü ilə müqayisə edilir, çünki iki dəyər nə qədər yaxın olarsa, nümunədə toplanma dərəcəsi bir o qədər yumşaq olar.Əslində, AgNP-I və AgNP-II-nin Z orta göstəricisi onların TEM tərəfindən qiymətləndirilmiş əsas hissəcik ölçüsündən kifayət qədər yüksəkdir, ona görə də AgNP-III ilə müqayisədə bu nümunələrin yüksək mənfi zeta potensialının olduğu yerdə yığılma ehtimalının daha yüksək olacağı proqnozlaşdırılır. yaxın ölçüsü Z orta dəyəri ilə müşayiət olunur.
Bu fenomenin izahı ikitərəfli ola bilər.Bir tərəfdən, sitrat konsentrasiyası bütün sintez mərhələlərində oxşar səviyyədə saxlanılır, artan hissəciklərin xüsusi səthinin azalmasının qarşısını almaq üçün nisbətən yüksək miqdarda yüklənmiş səth qrupları təmin edilir.Bununla belə, Levak və digərlərinə görə, sitrat kimi kiçik molekullar nanohissəciklərin səthindəki biomolekullar tərəfindən asanlıqla dəyişdirilə bilər.Bu halda, koloidal sabitlik istehsal olunan biomolekulların tacı ilə müəyyən ediləcəkdir.31 Bu davranış aqreqasiya ölçmələrimizdə də müşahidə olunduğundan (daha sonra daha ətraflı müzakirə olunacaq), sitratların qapağının tək başına örtülməsi bu fenomeni izah edə bilməz.
Digər tərəfdən, hissəcik ölçüsü nanometr səviyyəsində yığılma meyli ilə tərs mütənasibdir.Bu, əsasən ənənəvi Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO) üsulu ilə dəstəklənir, burada hissəciklərin cəlb edilməsi hissəciklər arasında cəlbedici və itələyici qüvvələrin cəmi kimi təsvir edilir.He və digərlərinin fikrincə, DLVO enerji əyrisinin maksimum dəyəri hematit nanohissəciklərindəki nanohissəciklərin ölçüsü ilə azalır, minimum ilkin enerjiyə çatmağı asanlaşdırır və bununla da geri dönməz birləşməni (kondensasiyanı) təşviq edir.47 Bununla belə, ehtimal edilir ki, DLVO nəzəriyyəsinin məhdudiyyətlərindən kənarda başqa aspektlər də mövcuddur.Van der Waals cazibə qüvvəsi və elektrostatik ikiqatlı itələmə artan hissəcik ölçüsü ilə oxşar olsa da, Hotze et al.onun aqreqasiyaya DLVO-nun icazə verdiyindən daha güclü təsir göstərdiyini təklif edir.14 Onlar hesab edirlər ki, nanohissəciklərin səthi əyriliyi artıq düz bir səth kimi qiymətləndirilə bilməz və bu, riyazi qiymətləndirməni qeyri-mümkün edir.Bundan əlavə, hissəcik ölçüsü azaldıqca, səthdə mövcud olan atomların faizi daha yüksək olur, bu da elektron quruluşa və səth yükünün davranışına səbəb olur.Və səth reaktivliyi dəyişir ki, bu da ikiqat elektrik qatında yükün azalmasına səbəb ola bilər və birləşməni təşviq edə bilər.
Şəkil 3-də AgNP-I, AgNP-II və AgNP-III-ün DLS nəticələrini müqayisə edərkən, biz müşahidə etdik ki, hər üç nümunə də oxşar pH-a səbəb olan aqreqasiya göstərdi.Ağır asidik mühit (pH 3) nümunənin zeta potensialını 0 mV-ə keçirərək hissəciklərin mikron ölçülü aqreqatlar əmələ gəlməsinə səbəb olur, qələvi pH isə öz zeta potensialını daha böyük mənfi dəyərə keçirir, burada hissəciklər daha kiçik aqreqatlar əmələ gətirir (pH 5). ).Və 7.2) ) və ya tamamilə yığılmamış qalır (pH 9).Müxtəlif nümunələr arasında bəzi mühüm fərqlər də müşahidə edilmişdir.Təcrübə boyu AgNP-I pH-induksiya etdiyi zeta potensial dəyişikliklərinə ən həssas olduğunu sübut etdi, çünki bu hissəciklərin zeta potensialı pH 9 ilə müqayisədə pH 7.2-də azalıb, AgNP-II və AgNP-III isə yalnız A göstərdi. ζ-də əhəmiyyətli dəyişiklik pH 3 ətrafındadır. Bundan əlavə, AgNP-II daha yavaş dəyişikliklər və orta zeta potensialı göstərdi, AgNP-III isə üçünün ən yumşaq davranışını göstərdi, çünki sistem ən yüksək mütləq zeta dəyərini və yavaş trend hərəkətini göstərdi. AgNP-III pH səbəb olduğu aqreqasiyaya ən davamlıdır.Bu nəticələr orta hidrodinamik diametr ölçmə nəticələrinə uyğundur.Primerlərinin hissəcik ölçüsünü nəzərə alaraq, AgNP-I, çox güman ki, 10 mM NaCl fonuna görə bütün pH dəyərlərində sabit tədricən aqreqasiya göstərdi, AgNP-II və AgNP-III isə yalnız toplanmanın pH 3-də əhəmiyyətli olduğunu göstərdi.Ən maraqlı fərq ondan ibarətdir ki, böyük nanohissəcik ölçüsünə baxmayaraq, AgNP-III 24 saat ərzində pH 3-də ən kiçik aqreqatları əmələ gətirir və onun antiaqreqasiya xüsusiyyətlərini vurğulayır.24 saatdan sonra pH 3-də AgNP-lərin orta Z-ni hazırlanmış nümunənin qiymətinə bölməklə, AgNP-I və AgNP-II-nin nisbi məcmu ölçülərinin 50 dəfə, 42 dəfə və 22 dəfə artdığını müşahidə etmək olar. , müvafiq olaraq.III.
Şəkil 3 Artan ölçüsü (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II və 50 nm: AgNP-III) olan sitratla bitən gümüş nanohissəciklər nümunəsinin dinamik işıq səpilmə nəticələri orta hidrodinamik diametr (Z orta) kimi ifadə edilir. ) (sağda) Müxtəlif pH şəraitində zeta potensialı (solda) 24 saat ərzində dəyişir.
Müşahidə olunan pH-dan asılı aqreqasiya, həmçinin AgNP nümunələrinin xarakterik səthi plazmon rezonansına (SPR) təsir etdi, bu onların UV-Vis spektrləri ilə sübut olunur.Əlavə Şəkil S1-ə görə, hər üç gümüş nanohissəcik süspansiyonunun aqreqasiyası onların SPR zirvələrinin intensivliyinin azalması və orta dərəcədə qırmızı sürüşmə ilə müşayiət olunur.Bu dəyişikliklərin pH funksiyası kimi miqyası DLS nəticələri ilə proqnozlaşdırılan aqreqasiya dərəcəsinə uyğundur, lakin bəzi maraqlı tendensiyalar müşahidə edilmişdir.İntuisiyadan fərqli olaraq, orta ölçülü AgNP-II-nin SPR dəyişikliklərinə ən həssas olduğu, digər iki nümunənin isə daha az həssas olduğu ortaya çıxdı.SPR tədqiqatında 50 nm hissəciklərin dielektrik xüsusiyyətlərinə görə fərqləndirilməsi üçün istifadə edilən nəzəri hissəcik ölçüsü həddidir.50 nm-dən kiçik hissəciklər (AgNP-I və AgNP-II) sadə dielektrik dipollar kimi təsvir oluna bilər, halbuki bu həddə çatan və ya onu aşan hissəciklər (AgNP-III) daha mürəkkəb dielektrik xassələrə malikdir və onların rezonansı Qrup multimodal dəyişikliklərə bölünür. .İki kiçik hissəcik nümunəsi halında, AgNP-lər sadə dipollar kimi qəbul edilə bilər və plazma asanlıqla üst-üstə düşə bilər.Hissəcik ölçüsü artdıqca, bu birləşmə mahiyyətcə daha böyük plazma əmələ gətirir ki, bu da müşahidə edilən daha yüksək həssaslığı izah edə bilər.29 Bununla belə, ən böyük hissəciklər üçün sadə dipol qiymətləndirməsi digər birləşmə halları da baş verə bildikdə etibarlı deyildir ki, bu da AgNP-III-in spektral dəyişiklikləri göstərməyə meylinin azalması ilə izah edilə bilər.29
Təcrübə şərtlərimizdə sübut edilmişdir ki, pH dəyəri müxtəlif ölçülü sitratla örtülmüş gümüş nanohissəciklərin kolloid sabitliyinə böyük təsir göstərir.Bu sistemlərdə sabitlik AgNP-lərin səthindəki mənfi yüklü -COO- qrupları tərəfindən təmin edilir.Sitrat ionunun karboksilat funksional qrupu çoxlu sayda H+ ionlarında protonlanır, ona görə də yaranan karboksil qrupu Şəkil 4-ün yuxarı cərgəsində göstərildiyi kimi artıq hissəciklər arasında elektrostatik itələmə təmin edə bilmir. Le Chatelier prinsipinə əsasən, AgNP nümunələr pH 3-də tez birləşir, lakin pH artdıqca tədricən daha sabit olur.
Şəkil 4 Müxtəlif pH (yuxarı cərgə), NaCl konsentrasiyası (orta cərgə) və biomolekullar (aşağı sıra) altında aqreqasiya ilə müəyyən edilən səthin qarşılıqlı təsirinin sxematik mexanizmi.
Şəkil 5-ə əsasən, müxtəlif ölçülü AgNP suspenziyalarında kolloid sabitlik artan duz konsentrasiyaları altında da tədqiq edilmişdir.Zeta potensialına əsaslanaraq, sitratla bitən bu AgNP sistemlərində artan nanohissəcik ölçüsü yenidən NaCl-dən gələn xarici təsirlərə qarşı gücləndirilmiş müqaviməti təmin edir.AgNP-I-də 10 mM NaCl mülayim aqreqasiyaya səbəb olmaq üçün kifayətdir və 50 mM duz konsentrasiyası çox oxşar nəticələr verir.AgNP-II və AgNP-III-də 10 mM NaCl zeta potensialına əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərmir, çünki onların dəyərləri (AgNP-II) və ya aşağıda (AgNP-III) -30 mV-də qalır.NaCl konsentrasiyasının 50 mM-ə və nəhayət 150 mM NaCl-ə qədər artırılması bütün nümunələrdə zeta potensialının mütləq dəyərini əhəmiyyətli dərəcədə azaltmaq üçün kifayətdir, baxmayaraq ki, daha böyük hissəciklər daha çox mənfi yük saxlayır.Bu nəticələr AgNP-lərin gözlənilən orta hidrodinamik diametrinə uyğundur;10, 50 və 150 ​​mM NaCl-də ölçülən Z orta trend xətləri fərqli, tədricən artan dəyərləri göstərir.Nəhayət, hər üç 150 mM təcrübədə mikron ölçülü aqreqatlar aşkar edilmişdir.
Şəkil 5 Ölçüsü artan (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II və 50 nm: AgNP-III) sitratla bitən gümüş nanohissəciklər nümunəsinin dinamik işıq səpilmə nəticələri orta hidrodinamik diametr (Z orta) kimi ifadə edilir. ) (sağda) və zeta potensialı (solda) müxtəlif NaCl konsentrasiyaları altında 24 saat ərzində dəyişir.
Əlavə Şəkil S2-də UV-Vis nəticələri göstərir ki, hər üç nümunədə 50 və 150 ​​mM NaCl SPR ani və əhəmiyyətli azalmaya malikdir.Bunu DLS ilə izah etmək olar, çünki NaCl əsaslı aqreqasiya pH-dan asılı təcrübələrdən daha sürətli baş verir ki, bu da erkən (0, 1,5 və 3 saat) ölçmələr arasındakı böyük fərqlə izah olunur.Bundan əlavə, duz konsentrasiyasının artırılması həm də təcrübi mühitin nisbi keçiriciliyini artıracaq, bu da səth plazmonunun rezonansına dərin təsir göstərəcəkdir.29
NaCl-in təsiri Şəkil 4-ün orta cərgəsində ümumiləşdirilmişdir. Ümumiyyətlə, belə nəticəyə gəlmək olar ki, natrium xlorid konsentrasiyasının artırılması turşuluğun artması ilə oxşar təsirə malikdir, çünki Na+ ionları karboksilat qrupları ətrafında koordinasiyaya meyllidirlər. mənfi zeta potensialı AgNP-ləri boğur.Bundan əlavə, 150 mM NaCl hər üç nümunədə mikron ölçülü aqreqatlar əmələ gətirdi ki, bu da fizioloji elektrolit konsentrasiyasının sitratla dayandırılmış AgNP-lərin kolloid sabitliyinə zərərli olduğunu göstərir.Oxşar AgNP sistemlərində NaCl-nin kritik kondensasiya konsentrasiyasını (CCC) nəzərə alaraq, bu nəticələr müvafiq ədəbiyyatda ağıllı şəkildə yerləşdirilə bilər.Huynh və başqaları.orta diametri 71 nm olan sitratla sonlanmış gümüş nanohissəciklər üçün NaCl-nin CCC-nin 47,6 mM olduğunu hesablamışlar, El Badawy et al.sitrat örtüklü 10 nm AgNP-lərin CCC-nin 70 mM olduğunu müşahidə etdi.10,16 Bundan əlavə, təxminən 300 mM-lik əhəmiyyətli dərəcədə yüksək CCC He et al. tərəfindən ölçüldü, bu da onların sintez metodunun əvvəllər qeyd olunan nəşrdən fərqli olmasına səbəb oldu.48 Mövcud töhfə bu dəyərlərin hərtərəfli təhlilinə yönəlməsə də, eksperimental şərtlərimiz bütün tədqiqatın mürəkkəbliyində artır, çünki 50 mM, xüsusilə 150 ​​mM NaCl bioloji cəhətdən uyğun NaCl konsentrasiyası kifayət qədər yüksək görünür.Təsbit edilən güclü dəyişiklikləri izah edən səbəbli laxtalanma.
Polimerləşmə təcrübəsinin növbəti addımı nanohissəcik-biomolekul qarşılıqlı təsirini simulyasiya etmək üçün sadə, lakin bioloji cəhətdən uyğun molekullardan istifadə etməkdir.DLS (Şəkil 6 və 7) və UV-Vis nəticələrinə (Əlavə Şəkillər S3 və S4) əsaslanaraq bəzi ümumi nəticələr irəli sürülə bilər.Təcrübə şərtlərimizdə tədqiq edilmiş molekullar qlükoza və qlutamin heç bir AgNP sistemində aqreqasiyaya səbəb olmayacaq, çünki Z-orta tendensiyası müvafiq istinad ölçmə dəyəri ilə sıx bağlıdır.Onların mövcudluğu aqreqasiyaya təsir etməsə də, eksperimental nəticələr göstərir ki, bu molekullar AgNP-lərin səthində qismən adsorbsiya olunur.Bu fikri dəstəkləyən ən görkəmli nəticə işığın udulmasında müşahidə edilən dəyişiklikdir.AgNP-I mənalı dalğa uzunluğu və ya intensivlik dəyişiklikləri nümayiş etdirməsə də, daha böyük hissəciklərin ölçülməsi ilə daha aydın müşahidə oluna bilər ki, bu da çox güman ki, əvvəllər qeyd edilən daha böyük optik həssaslıqla bağlıdır.Konsentrasiyadan asılı olmayaraq, qlükoza AgNP-II-də təxminən 40 nm və AgNP-III-də təxminən 10 nm olan nəzarət ölçüləri ilə müqayisədə 1,5 saatdan sonra daha çox qırmızı sürüşməyə səbəb ola bilər ki, bu da səthlə qarşılıqlı təsirlərin baş verdiyini sübut edir.Glutamin oxşar tendensiya göstərdi, lakin dəyişiklik o qədər də açıq deyildi.Bundan əlavə, glutaminin orta və böyük hissəciklərin mütləq zeta potensialını azalda biləcəyini də qeyd etmək lazımdır.Bununla belə, bu zeta dəyişiklikləri aqreqasiya səviyyəsinə təsir göstərmədiyinə görə, hətta glutamin kimi kiçik biomolekulların da hissəciklər arasında müəyyən dərəcədə məkan itələnməsini təmin edə biləcəyini düşünmək olar.
Şəkil 6 Ölçüsü artan (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II və 50 nm: AgNP-III) sitratla bitən gümüş nanohissəcik nümunələrinin dinamik işıq səpilmə nəticələri orta hidrodinamik diametr (Z orta) kimi ifadə edilir. (sağda) Müxtəlif qlükoza konsentrasiyalarının xarici şərtlərində zeta potensialı (solda) 24 saat ərzində dəyişir.
Şəkil 7 Artan ölçüsü (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II və 50 nm: AgNP-III) olan sitratla bitən gümüş nanohissəciklər nümunəsinin dinamik işıq səpilmə nəticələri orta hidrodinamik diametr (Z orta) kimi ifadə edilir. ) (sağda) Glutaminin iştirakı ilə zeta potensialı (solda) 24 saat ərzində dəyişir.
Bir sözlə, qlükoza və qlutamin kimi kiçik biomolekullar ölçülmüş konsentrasiyada koloidal sabitliyə təsir göstərmir: onlar zeta potensialına və UV-Vis nəticələrinə müxtəlif dərəcələrdə təsir göstərsələr də, Z orta nəticələri ardıcıl deyil.Bu, molekulların səthi adsorbsiyasının elektrostatik itələməni maneə törətdiyini, eyni zamanda ölçü sabitliyini təmin etdiyini göstərir.
Əvvəlki nəticələri əvvəlki nəticələrlə əlaqələndirmək və bioloji şəraiti daha məharətlə simulyasiya etmək üçün biz ən çox istifadə olunan hüceyrə mədəniyyəti komponentlərindən bəzilərini seçdik və onlardan AgNP kolloidlərinin dayanıqlığının öyrənilməsi üçün eksperimental şərait kimi istifadə etdik.Bütün in vitro təcrübədə, bir mühit kimi DMEM-in ən vacib funksiyalarından biri lazımi osmotik şərait yaratmaqdır, lakin kimyəvi baxımdan, ümumi ion gücü 150 mM NaCl-ə oxşar olan kompleks duz məhluludur. .40 FBS-ə gəldikdə, o, biomolekulların-əsasən zülalların- səthi adsorbsiya nöqteyi-nəzərindən mürəkkəb qarışığıdır, kimyəvi tərkibinə və müxtəlifliyinə baxmayaraq, qlükoza və qlutaminin eksperimental nəticələri ilə müəyyən oxşarlıqlara malikdir. Cinsiyyət daha mürəkkəbdir.19 DLS və UV-Müvafiq olaraq Şəkil 8 və Əlavə Şəkil S5-də göstərilən görünən nəticələr bu materialların kimyəvi tərkibini tədqiq etməklə və onları əvvəlki bölmədəki ölçmələrlə əlaqələndirməklə izah edilə bilər.
Şəkil 8 Artan ölçüsü (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II və 50 nm: AgNP-III) olan sitratla bitən gümüş nanohissəciklər nümunəsinin dinamik işıq səpilmə nəticələri orta hidrodinamik diametr (Z orta) kimi ifadə edilir. ) (sağda) Hüceyrə mədəniyyəti komponentləri olan DMEM və FBS olduqda, zeta potensialı (solda) 24 saat ərzində dəyişir.
DMEM-də müxtəlif ölçülü AgNP-lərin seyreltilməsi yüksək NaCl konsentrasiyalarının mövcudluğunda müşahidə edilən kolloid sabitliyə oxşar təsir göstərir.AgNP-nin 50 v/v% DMEM-də dispersiyası göstərdi ki, zeta potensialının və Z-orta dəyərinin artması və SPR intensivliyinin kəskin azalması ilə geniş miqyaslı aqreqasiya aşkar edilib.Qeyd etmək lazımdır ki, DMEM-in 24 saatdan sonra yaratdığı maksimum məcmu ölçüsü primer nanohissəciklərin ölçüsü ilə tərs mütənasibdir.
FBS və AgNP arasındakı qarşılıqlı əlaqə qlükoza və qlutamin kimi daha kiçik molekulların iştirakı ilə müşahidə olunana bənzəyir, lakin təsir daha güclüdür.Zərrəciklərin Z ortalaması təsirsiz qalır, zeta potensialında artım aşkar edilir.SPR zirvəsi bir qədər qırmızı sürüşmə göstərdi, lakin bəlkə də daha maraqlısı odur ki, SPR intensivliyi nəzarət ölçülərində olduğu kimi əhəmiyyətli dərəcədə azalmadı.Bu nəticələr nanohissəciklərin səthində makromolekulların anadangəlmə adsorbsiyası ilə izah oluna bilər (Şəkil 4-də alt sıra), bu hal hazırda orqanizmdə biomolekulyar tacın əmələ gəlməsi kimi başa düşülür.49