Gümüş nanohissəciklər (AgNPs) müxtəlif patogenlərə nəzarət etmək üçün potensial olaraq faydalı vasitə hesab olunur.Bununla belə, AgNP-lərin ətraf mühitə buraxılması ilə bağlı narahatlıqlar var, çünki onlar insan sağlamlığına və ekoloji təsirlərə mənfi təsir göstərə bilər.Bu işdə biz müxtəlif ölçülü AgNP-lərlə (AgNP-MHC) bəzədilmiş yeni mikrometr ölçülü maqnit hibrid kolloid (MHC) hazırladıq və qiymətləndirdik.Dezinfeksiya üçün tətbiq edildikdən sonra, bu hissəciklər maqnit xüsusiyyətlərindən istifadə edərək ətraf mühitdən asanlıqla çıxarıla bilər və viral patogenləri təsirsiz hala gətirmək üçün effektiv olaraq qalır.AgNP-MHC-lərin bakteriofaq ϕX174, siçan norovirusunu (MNV) və adenovirus serotip 2 (AdV2) təsirsiz hala gətirmək üçün effektivliyini qiymətləndirdik.Bu hədəf viruslar 25°C-də 1, 3 və 6 saat ərzində AgNP-MHC-lərə məruz qalmış və sonra lövhə analizi və real vaxt TaqMan PCR ilə təhlil edilmişdir.AgNP-MHC-lər müxtəlif ekoloji şəraitdə onların antiviral təsirlərini qiymətləndirmək üçün geniş pH səviyyələrinə və kran və səth sularına məruz qalmışdır.Test edilmiş üç növ AgNP-MHC arasında Ag30-MHC-lər virusları təsirsiz hala gətirmək üçün ən yüksək effektivliyi nümayiş etdirdi.1 saat ərzində 4.6 × 109 Ag30-MHCs/ml məruz qaldıqdan sonra ϕX174 və MNV 2 log10-dan çox azaldı.Bu nəticələr göstərirdi ki, AgNP-MHC-lərin ətraf mühitə potensial buraxılma şansı minimum olan viral patogenləri təsirsizləşdirmək üçün istifadə edilə bilər.

Nanotexnologiyada son nailiyyətlərlə birlikdə nanohissəciklərə bütün dünyada biotexnologiya, tibb və ictimai səhiyyə sahələrində diqqət artır.1,2).Səth-həcmi nisbətinin yüksək olması səbəbindən, adətən 10-500 nm arasında dəyişən nano ölçülü materiallar daha böyük materiallarla müqayisədə unikal fiziki-kimyəvi xüsusiyyətlərə malikdir (1).Nanomateryalların forması və ölçüsü idarə oluna bilər və müəyyən zülallarla qarşılıqlı əlaqə və ya hüceyrədaxili qəbulu təmin etmək üçün onların səthlərində xüsusi funksional qruplar birləşdirilə bilər (3,–5).

Gümüş nanohissəcikləri (AgNPs) antimikrobiyal agent kimi geniş şəkildə tədqiq edilmişdir.6).Gümüş incə bıçaqların yaradılmasında, bəzək üçün və müalicəvi vasitələrdə istifadə olunur.Gümüş sulfadiazin və müəyyən duzlar kimi gümüş birləşmələri antimikrobiyal xüsusiyyətlərinə görə yaralara qulluq məhsulları və yoluxucu xəstəliklərin müalicəsi kimi istifadə edilmişdir.6,7).Son tədqiqatlar AgNP-lərin müxtəlif növ bakteriya və virusları təsirsiz hala gətirmək üçün çox təsirli olduğunu ortaya qoydu.8,–11).AgNP-lərdən ayrılan AgNP və Ag+ ionları DNT, RNT və zülallar da daxil olmaqla fosfor və ya kükürd tərkibli biomolekullarla birbaşa qarşılıqlı əlaqədə olurlar.12,–14).Onların həmçinin reaktiv oksigen növlərini (ROS) əmələ gətirərək, mikroorqanizmlərdə membranın zədələnməsinə səbəb olduğu göstərilmişdir.15).AgNP-lərin ölçüsü, forması və konsentrasiyası onların antimikrobiyal imkanlarına təsir edən mühüm amillərdir (8,10,13,16,17).

Əvvəlki tədqiqatlar AgNP-lərin su mühitində patogenlərə nəzarət etmək üçün istifadə edildiyi zaman bir neçə problemi də vurğulamışdır.Birincisi, suda viral patogenləri təsirsiz hala gətirmək üçün AgNP-lərin effektivliyinə dair mövcud tədqiqatlar məhduddur.Bundan əlavə, monodispers AgNP-lər kiçik ölçüləri və böyük səth sahəsinə görə adətən hissəcik-hissəcik birləşməsinə məruz qalır və bu aqreqatlar AgNP-lərin mikrob patogenlərinə qarşı effektivliyini azaldır (7).Nəhayət, AgNP-lərin müxtəlif sitotoksik təsirlərə malik olduğu göstərilmişdir (5,18,–20) və AgNP-lərin su mühitinə buraxılması insan sağlamlığı və ekoloji problemlərə səbəb ola bilər.

Bu yaxınlarda biz müxtəlif ölçülü AgNP-lərlə bəzədilmiş yeni mikrometr ölçülü maqnit hibrid kolloid (MHC) hazırladıq.21,22).MHC nüvəsi ətraf mühitdən AgNP kompozitlərini bərpa etmək üçün istifadə edilə bilər.Bu gümüş nanohissəciklərin MHC-lərdə (AgNP-MHCs) antiviral effektivliyini bakteriofaq ϕX174, fare norovirusu (MNV) və adenovirusdan istifadə edərək müxtəlif ətraf mühit şəraitində qiymətləndirdik.

AgNP-MHC-lərin müxtəlif konsentrasiyalarda ϕX174 (a), MNV (b) və AdV2 (c) bakteriofaqlarına qarşı antiviral təsirləri.Hədəf virusları silkələnən inkubatorda (150 rpm, 1 saat, 25°C) nəzarət kimi AgNP-MHC-lərin müxtəlif konsentrasiyaları və OH-MHC-lərlə (4,6 × 109 hissəcik/ml) müalicə olundu.Sağ qalan virusları ölçmək üçün lövhə analizi üsulundan istifadə edilmişdir.Dəyərlər üç müstəqil təcrübədən əldə edilən ± standart kənarlaşmadır (SD).Ulduzlar əhəmiyyətli dərəcədə fərqli dəyərləri göstərir (P< 0,05 Dunnett testi ilə birtərəfli ANOVA).

Bu tədqiqat AgNP-MHC-lərin suda bakteriofaqları və insan norovirusunun surroqatı olan MNV-ni təsirsiz hala gətirmək üçün təsirli olduğunu göstərdi.Bundan əlavə, AgNP-MHC-lər maqnitlə asanlıqla bərpa oluna bilər və potensial zəhərli AgNP-lərin ətraf mühitə buraxılmasının qarşısını effektiv şəkildə alır.Bir sıra əvvəlki tədqiqatlar göstərmişdir ki, AgNP-lərin konsentrasiyası və hissəcik ölçüsü hədəflənmiş mikroorqanizmlərin inaktivasiyası üçün kritik amillərdir (8,16,17).AgNP-lərin antimikrobiyal təsiri də mikroorqanizmin növündən asılıdır.ϕX174-ü inaktivləşdirmək üçün AgNP-MHC-lərin effektivliyi doza-cavab əlaqəsini izlədi.Test edilmiş AgNP-MHC-lər arasında Ag30-MHC-lər ϕX174 və MNV-ni inaktivləşdirmək üçün daha yüksək effektivliyə malik idi.MNV üçün yalnız Ag30-MHC-lər antiviral aktivlik nümayiş etdirdi, digər AgNP-MHC-lər isə MNV-nin əhəmiyyətli dərəcədə inaktivasiyası yaratmadı.AgNP-MHC-lərin heç biri AdV2-yə qarşı əhəmiyyətli antiviral fəaliyyət göstərməmişdir.

Hissəciklərin ölçüsünə əlavə olaraq, AgNP-MHC-lərdə gümüşün konsentrasiyası da vacib idi.Gümüş konsentrasiyası AgNP-MHC-lərin antiviral təsirlərinin effektivliyini müəyyən etmək üçün ortaya çıxdı.4.6 × 109 hissəcik/ml-də Ag07-MHCs və Ag30-MHCs məhlullarında gümüş konsentrasiyası müvafiq olaraq 28.75 ppm və 200 ppm idi və antiviral fəaliyyət səviyyəsi ilə əlaqələndirildi.Cədvəl 2sınaqdan keçirilmiş AgNP-MHC-lərin gümüş konsentrasiyalarını və səth sahələrini ümumiləşdirir.Ag07-MHCs ən aşağı antiviral aktivliyə malik idi və ən aşağı gümüş konsentrasiyasına və səth sahəsinə malik idi ki, bu da bu xüsusiyyətlərin AgNP-MHC-lərin antiviral fəaliyyəti ilə əlaqəli olduğunu göstərir.

Əvvəlki araşdırmamız göstərdi ki, AgNP-MHC-lərin əsas antimikrobiyal mexanizmləri mikrob membranlarından Mg2+ və ya Ca2+ ionlarının kimyəvi çıxarılması, membranlarda yerləşən tiol qrupları ilə komplekslərin yaradılması və reaktiv oksigen növlərinin (ROS) əmələ gəlməsidir.21).AgNP-MHC-lərin nisbətən böyük hissəcik ölçüsünə (~500 nm) malik olduğu üçün onların virus kapsidinə nüfuz edə bilməsi ehtimalı azdır.Bunun əvəzinə, AgNP-MHC-lərin viral səth zülalları ilə qarşılıqlı əlaqədə olduğu görünür.Kompozitlərdəki AgNP-lər virusların örtük zülallarına daxil edilmiş tiol qrupu ehtiva edən biomolekulları bağlamağa meyllidirlər.Buna görə də, viral kapsid zülallarının biokimyəvi xüsusiyyətləri onların AgNP-MHC-lərə həssaslığını təyin etmək üçün vacibdir.Şəkil 1virusların AgNP-MHC-lərin təsirlərinə müxtəlif həssaslıqlarını göstərir.ϕX174 və MNV bakteriofaqları AgNP-MHC-lərə həssas idi, lakin AdV2 davamlı idi.AdV2-nin yüksək müqavimət səviyyəsi çox güman ki, onun ölçüsü və strukturu ilə əlaqələndirilir.Adenovirusların ölçüləri 70-100 nm arasında dəyişir.30), onları ϕX174 (27 - 33 nm) və MNV (28 - 35 nm) -dən daha böyük edir (31,32).Böyük ölçüləri ilə yanaşı, adenoviruslar digər viruslardan fərqli olaraq ikiqat zəncirli DNT-yə malikdirlər və istilik və ultrabənövşəyi şüalanma kimi müxtəlif ekoloji streslərə davamlıdırlar.33,34).Əvvəlki araşdırmamız Ag30-MHCs ilə MS2-nin demək olar ki, 3-log10 azalmasının 6 saat ərzində baş verdiyini bildirdi (21).MS2 və ϕX174 müxtəlif növ nuklein turşusu (RNT və ya DNT) ilə oxşar ölçülərə malikdir, lakin Ag30-MHC-lər tərəfindən oxşar inaktivasiya sürətinə malikdir.Buna görə də, nuklein turşusunun təbiəti AgNP-MHC-lərə qarşı müqavimət üçün əsas amil kimi görünmür.Bunun əvəzinə, viral hissəciklərin ölçüsü və forması daha vacib görünürdü, çünki adenovirus daha böyük bir virusdur.Ag30-MHC-lər 6 saat ərzində M13-ün demək olar ki, 2-log10 azalmasına nail oldular (bizim dərc olunmamış məlumatlarımız).M13 tək zəncirli DNT virusudur (35) və ~880 nm uzunluğunda və 6,6 nm diametrindədir (36).M13 filamentli bakteriofaqın inaktivasiya sürəti kiçik, dəyirmi strukturlu viruslar (MNV, ϕX174 və MS2) və böyük virus (AdV2) arasında aralıq idi.

Bu tədqiqatda MNV-nin inaktivasiya kinetikası lövhə analizində və RT-PCR analizində əhəmiyyətli dərəcədə fərqli idi (Şəkil 2bvəvə c).c).RT-PCR kimi molekulyar analizlərin virusların inaktivasiya dərəcələrini əhəmiyyətli dərəcədə aşağı qiymətləndirdiyi məlumdur (25,28), tədqiqatımızda aşkar edildiyi kimi.AgNP-MHCs ilk növbədə viral səthlə qarşılıqlı əlaqədə olduğundan, onların viral nuklein turşularına deyil, viral örtük zülallarına zərər vermə ehtimalı daha yüksəkdir.Buna görə də, viral nuklein turşusunu ölçmək üçün RT-PCR analizi virusların inaktivasiyasını əhəmiyyətli dərəcədə qiymətləndirməyə bilər.Ag+ ionlarının təsiri və reaktiv oksigen növlərinin (ROS) generasiyası sınaqdan keçirilmiş virusların inaktivasiyasına cavabdeh olmalıdır.Bununla belə, AgNP-MHC-lərin antiviral mexanizmlərinin bir çox aspektləri hələ də aydın deyil və AdV2-nin yüksək müqavimət mexanizmini aydınlaşdırmaq üçün biotexnoloji yanaşmalardan istifadə edərək əlavə tədqiqatlar tələb olunur.

Nəhayət, Ag30-MHC-lərin antiviral aktivliyini ölçməzdən əvvəl onları geniş pH dəyərlərinə məruz qoyaraq və krandan və səth sularından nümunə götürməklə onların antiviral fəaliyyətinin möhkəmliyini qiymətləndirdik.şək. 3vəvə 4).4).Həddindən artıq aşağı pH şəraitinə məruz qalma MHC-dən AgNP-lərin fiziki və/və ya funksional itkisi ilə nəticələndi (dərc olunmamış məlumatlar).Qeyri-spesifik hissəciklərin mövcudluğunda, Ag30-MHC-lər MS2-yə qarşı antiviral aktivliyin azalmasına baxmayaraq, ardıcıl olaraq antiviral fəaliyyət göstərdilər.Antiviral aktivlik süzülməmiş səth sularında ən aşağı olmuşdur, çünki Ag30-MHC-lər və yüksək bulanıq olan səth sularında qeyri-spesifik hissəciklər arasında qarşılıqlı təsir, ehtimal ki, antiviral aktivliyin azalmasına səbəb olmuşdur (Cədvəl 3).Buna görə də, gələcəkdə müxtəlif növ sularda (məsələn, müxtəlif duz konsentrasiyaları və ya humik turşusu ilə) AgNP-MHC-lərin sahə qiymətləndirilməsi aparılmalıdır.

Yekun olaraq, yeni Ag kompozitləri, AgNP-MHC-lər ϕX174 və MNV daxil olmaqla bir neçə virusa qarşı əla antiviral imkanlara malikdir.AgNP-MHC-lər müxtəlif ekoloji şəraitdə güclü effektivliyini saxlayır və bu hissəciklər maqnitdən istifadə etməklə asanlıqla bərpa oluna bilər, beləliklə onların insan sağlamlığına və ətraf mühitə potensial zərərli təsirlərini azaldır.Bu tədqiqat göstərdi ki, AgNP kompoziti əhəmiyyətli ekoloji risklər olmadan müxtəlif ekoloji şəraitdə effektiv antiviral ola bilər.