Javascript зараз адключаны ў вашым браўзеры.Калі javascript адключаны, некаторыя функцыі гэтага сайта не будуць працаваць.
Зарэгіструйце свае канкрэтныя звесткі і канкрэтныя прэпараты, якія вас цікавяць, і мы супаставім інфармацыю, якую вы падаеце, з артыкуламі ў нашай шырокай базе дадзеных і своечасова адправім вам копію ў фармаце PDF па электроннай пошце.
Ці заўсёды меншыя наначасціцы лепш?Зразумець біялагічныя эфекты залежнай ад памеру агрэгацыі наначасціц срэбра ў біялагічна адпаведных умовах
Аўтары: Bélteky P, Rónavári A, Zakupszky D, Boka E, Igaz N, Szerencsés B, Pfeiffer I, Vágvölgyi C, Kiricsi M, Kónya Z
Péter Bélteky,1,* Andrea Rónavári,1,* Dalma Zakupszky,1 Eszter Boka,1 Nóra Igaz,2 Bettina Szerencsés,3 Ilona Pfeiffer,3 Csaba Vágvölgyi,3 Mónika Kiricsi з хіміі навакольнага асяроддзя, Венгрыя, факультэт навукі і інфарматыкі Венгрыі , Універсітэт Сегеда;2 кафедра біяхіміі і малекулярнай біялогіі, факультэт навукі і інфармацыі, Сегедскі ўніверсітэт, Венгрыя;3 Кафедра мікрабіялогіі, факультэт навукі і інфармацыі, Універсітэт Сегеда, Венгрыя;Група даследаванняў кінетыкі рэакцый і хіміі паверхні 4MTA-SZTE, Сегед, Венгрыя* Гэтыя аўтары ўнеслі аднолькавы ўклад у гэтую працу.Сувязь: кафедра прыкладной хіміі і хіміі навакольнага асяроддзя Zoltán Kónya, факультэт навукі і інфарматыкі, Сегедскі ўніверсітэт, плошча Рэрыха 1, Сегед, H-6720, Венгрыя Тэлефон +36 62 544620 Электронная пошта [Абарона электроннай пошты] Мэта: наначасціцы срэбра (AgNP) адзін з найбольш часта вывучаных нанаматэрыялаў, асабліва з-за іх біямедыцынскага прымянення.Аднак з-за агрэгацыі наначасціц іх выдатная цытатаксічнасць і антыбактэрыйная актыўнасць часта пагаршаюцца ў біялагічных асяроддзях.У гэтай працы былі вывучаны паводзіны агрэгацыі і звязаныя з імі біялагічныя дзеянні трох розных узораў наначасціц срэбра з цытратным канчаткам з сярэднім дыяметрам 10, 20 і 50 нм.Метад: выкарыстоўвайце трансмісійны электронны мікраскоп для сінтэзу і характарыстыкі наначасціц, ацэнкі іх паводзін пры агрэгацыі пры розных значэннях рн, канцэнтрацыях NaCl, глюкозы і глютаміну з дапамогай дынамічнага рассейвання святла і спектраскапіі ў ультрафіялетавым і бачным дыяпазонах.Акрамя таго, такія кампаненты асяроддзі для культывавання клетак, як Dulbecco, паляпшаюць агрэгацыйныя паводзіны ў Eagle Medium і Fetal Calf Serum.Вынікі: вынікі паказваюць, што кіслы pH і фізіялагічнае ўтрыманне электралітаў звычайна выклікаюць агрэгацыю ў мікронным маштабе, якая можа быць апасродкавана адукацыяй біямалекулярнай кароны.Варта адзначыць, што больш буйныя часціцы праяўляюць больш высокую ўстойлівасць да знешніх уздзеянняў, чым іх дробныя субраты.In vitro цытатаксічнасць і антыбактэрыйныя выпрабаванні былі праведзены шляхам апрацоўкі клетак агрэгатамі наначасціц на розных стадыях агрэгацыі.Выснова: нашы вынікі паказваюць глыбокую карэляцыю паміж калоіднай стабільнасцю і таксічнасцю AgNPs, паколькі надзвычайная агрэгацыя прыводзіць да поўнай страты біялагічнай актыўнасці.Больш высокая ступень антыагрэгацыі, якая назіраецца для больш буйных часціц, аказвае істотны ўплыў на таксічнасць in vitro, таму што такія ўзоры захоўваюць большую антымікробную актыўнасць і актыўнасць клетак млекакормячых.Гэтыя высновы прыводзяць да высновы, што, нягледзячы на ​​агульнае меркаванне ў адпаведнай літаратуры, арыентацыя на найменшыя магчымыя наначасціцы можа быць не лепшым курсам дзеянняў.Ключавыя словы: апасродкаваны насеннем рост, калоідная стабільнасць, агрэгацыйныя паводзіны, якія залежаць ад памеру, таксічнасць пашкоджання агрэгацыі
Па меры росту попыту і вытворчасці нанаматэрыялаў усё больш увагі надаецца іх біялагічнай бяспецы або біялагічнай актыўнасці.Наначасціцы срэбра (AgNP) з'яўляюцца аднымі з найбольш часта сінтэзаваных, даследаваных і выкарыстоўваных прадстаўнікоў гэтага класа матэрыялаў дзякуючы іх выдатным каталітычным, аптычным і біялагічным уласцівасцям.1 Звычайна лічыцца, што унікальныя характарыстыкі нанаматэрыялаў (у тым ліку AgNP) у асноўным тлумачацца іх вялікай удзельнай плошчай паверхні.Такім чынам, непазбежная праблема заключаецца ў тым, што любы працэс, які ўплывае на гэтую ключавую асаблівасць, напрыклад, памер часціц, паверхневае пакрыццё або агрэгацыю, можа сур'ёзна пашкодзіць уласцівасцям наначасціц, якія маюць вырашальнае значэнне для канкрэтных прыкладанняў.
Эфекты памеру часціц і стабілізатараў - гэта прадметы, якія адносна добра задакументаваны ў літаратуры.Напрыклад, агульнапрызнаным пунктам гледжання з'яўляецца тое, што меншыя наначасціцы больш таксічныя, чым вялікія наначасціцы.2 У адпаведнасці з агульнай літаратурай, нашы папярэднія даследаванні прадэманстравалі залежную ад памеру актыўнасць нанасрэбра на клетках і мікраарганізмах млекакормячых.3–5 Паверхневае пакрыццё - гэта яшчэ адзін атрыбут, які мае вялікі ўплыў на ўласцівасці нанаматэрыялаў.Проста шляхам дадання або мадыфікацыі стабілізатараў на сваёй паверхні адзін і той жа нанаматэрыял можа мець зусім розныя фізічныя, хімічныя і біялагічныя ўласцівасці.Прымяненне кепперов часцей за ўсё выконваецца ў рамках сінтэзу наначасціц.Напрыклад, наначасціцы срэбра з цытратам з'яўляюцца аднымі з найбольш актуальных AgNP у даследаванні, якія сінтэзуюцца шляхам аднаўлення соляў срэбра ў абраным растворы стабілізатара ў якасці рэакцыйнай асяроддзя.6 Цытрат можа лёгка скарыстацца перавагамі яго нізкай кошту, даступнасці, біясумяшчальнасці і моцнага сродства да срэбра, што можа быць адлюстравана ў розных прапанаваных узаемадзеяннях, ад зварачальнай павярхоўнай адсорбцыі да іённых узаемадзеянняў.Малыя малекулы і шмататамныя іёны каля 7,8, такія як цытраты, палімеры, поліэлектраліты і біялагічныя агенты, таксама звычайна выкарыстоўваюцца для стабілізацыі нанасрэбра і выканання на ім унікальных функцыяналізацый.9-12
Нягледзячы на ​​​​тое, што магчымасць змены актыўнасці наначасціц шляхам наўмыснага пакрыцця паверхні з'яўляецца вельмі цікавай вобласцю, галоўная роля гэтага павярхоўнага пакрыцця нязначная, забяспечваючы калоідную стабільнасць сістэмы наначасціц.Вялікая ўдзельная плошча паверхні нанаматэрыялаў будзе вырабляць вялікую павярхоўную энергію, што перашкаджае тэрмадынамічнай здольнасці сістэмы дасягнуць мінімальнай энергіі.13 Без належнай стабілізацыі гэта можа прывесці да агламерацыі нанаматэрыялаў.Агрэгацыя - гэта ўтварэнне агрэгатаў часціц рознай формы і памеру, якое адбываецца, калі дысперсныя часціцы сустракаюцца і бягучыя тэрмадынамічныя ўзаемадзеянні дазваляюць часціцам прыліпаць адна да адной.Такім чынам, стабілізатары выкарыстоўваюцца для прадухілення агрэгацыі шляхам увядзення дастаткова вялікай сілы адштурхвання паміж часціцамі, каб супрацьстаяць іх тэрмадынамічнаму прыцягненню.14
Нягледзячы на ​​тое, што пытанне аб памеры часціц і пакрыцці паверхні было старанна вывучана ў кантэксце рэгулявання біялагічнай актыўнасці, выкліканай наначасціцамі, агрэгацыя часціц - гэта вобласць, якой у значнай ступені забываюць.Практычна няма дбайных даследаванняў па вырашэнні праблемы калоіднай стабільнасці наначасціц у біялагічна адпаведных умовах.10,15-17 Акрамя таго, гэты ўклад асабліва рэдкі, калі таксічнасць, звязаную з агрэгацыяй, таксама была вывучана, нават калі яна можа выклікаць пабочныя рэакцыі, такія як трамбоз сасудаў, або страту патрэбных характарыстык, такіх як таксічнасць, як паказаны на рысунку 1.18, 19 паказаны.Фактычна, адзін з нямногіх вядомых механізмаў устойлівасці да наначасціц срэбра звязаны з агрэгацыяй, таму што, як паведамляецца, некаторыя штамы кішачнай палачкі і сінегнойнай палачкі зніжаюць адчувальнасць да нана-срэбра за кошт экспрэсіі бялку флагеллина, flagellin.Ён мае высокае сродство да срэбра, тым самым выклікаючы агрэгацыю.20
Існуе некалькі розных механізмаў, звязаных з таксічнасцю наначасціц срэбра, і агрэгацыя ўплывае на ўсе гэтыя механізмы.Найбольш абмяркоўваемы метад біялагічнай актыўнасці AgNP, які часам называюць механізмам «траянскага каня», разглядае AgNP як носьбіты Ag+.1,21 Механізм траянскага каня можа забяспечыць значнае павелічэнне лакальнай канцэнтрацыі Ag+, што прыводзіць да генерацыі АФК і дэпалярызацыі мембраны.22-24 Агрэгацыя можа паўплываць на вызваленне Ag+, тым самым уплываючы на ​​таксічнасць, таму што яна памяншае эфектыўную актыўную паверхню, дзе іёны срэбра могуць акісляцца і растварацца.Аднак AgNPs будуць праяўляць таксічнасць не толькі праз вызваленне іёнаў.Трэба ўлічваць мноства ўзаемадзеянняў, звязаных з памерам і марфалогіяй.Сярод іх вызначальнымі характарыстыкамі з'яўляюцца памер і форма паверхні наначасціц.4,25 Сукупнасць гэтых механізмаў можна аднесці да катэгорыі «механізмаў індукаванай таксічнасці».Патэнцыйна існуе мноства мітахандрыяльных і паверхневых мембранных рэакцый, якія могуць пашкодзіць арганэлы і выклікаць гібель клетак.25-27 Паколькі адукацыя агрэгатаў натуральным чынам уплывае на памер і форму срэбразмяшчальных аб'ектаў, якія распазнаюцца жывымі сістэмамі, гэтыя ўзаемадзеянні таксама могуць быць закрануты.
У нашай папярэдняй працы аб агрэгацыі наначасціц срэбра мы прадэманстравалі эфектыўную працэдуру скрынінга, якая складаецца з хімічных і in vitro біялагічных эксперыментаў для вывучэння гэтай праблемы.19 Дынамічнае рассейванне святла (DLS) з'яўляецца пераважным метадам для гэтых тыпаў праверак, таму што матэрыял можа рассейваць фатоны на даўжыні хвалі, параўнальнай з памерам яго часціц.Паколькі хуткасць броўнаўскага руху часціц у вадкім асяроддзі звязана з памерам, змена інтэнсіўнасці рассеянага святла можа быць выкарыстана для вызначэння сярэдняга гідрадынамічнага дыяметра (сярэдняга Z) вадкага ўзору.28 Акрамя таго, шляхам прымянення напругі да ўзору можна вымераць дзэта-патэнцыял (ζ-патэнцыял) наначасціцы аналагічна сярэдняму значэнню Z.13,28 Калі абсалютнае значэнне дзета-патэнцыялу дастаткова высокае (згодна з агульнымі рэкамендацыямі> ±30 мВ), гэта прывядзе да моцнага электрастатычнага адштурхвання паміж часціцамі, каб супрацьстаяць агрэгацыі.Характэрны павярхоўны плазмонны рэзананс (ППР) - унікальная аптычная з'ява, якая ў асноўным прыпісваецца наначасціцам каштоўных металаў (у асноўным Au і Ag).29​​ На падставе электронных ваганняў (павярхоўных плазмонаў) гэтых матэрыялаў на нанамаштабе вядома, што сферычныя AgNP маюць характэрны пік паглынання УФ-Візу каля 400 нм.30 Інтэнсіўнасць і зрух даўжыні хвалі часціц выкарыстоўваюцца для дапаўнення вынікаў DLS, паколькі гэты метад можна выкарыстоўваць для выяўлення агрэгацыі наначасціц і павярхоўнай адсорбцыі біямалекул.
На падставе атрыманай інфармацыі аналізы жыццяздольнасці клетак (MTT) і антыбактэрыйныя аналізы праводзяцца такім чынам, што таксічнасць AgNP апісваецца як функцыя ўзроўню агрэгацыі, а не (найбольш часта выкарыстоўванага фактару) канцэнтрацыі наначасціц.Гэты унікальны метад дазваляе нам прадэманстраваць вялікае значэнне ўзроўню агрэгацыі ў біялагічнай актыўнасці, таму што, напрыклад, AgNPs з цытратам цалкам губляюць сваю біялагічную актыўнасць на працягу некалькіх гадзін з-за агрэгацыі.19
У бягучай працы мы імкнемся значна пашырыць наш папярэдні ўклад у стабільнасць біялагічных калоідаў і іх уплыў на біялагічную актыўнасць шляхам вывучэння ўплыву памеру наначасціц на агрэгацыю наначасціц.Гэта, несумненна, адно з даследаванняў наначасціц.31 Каб даследаваць гэтую праблему, быў выкарыстаны метад росту, апасродкаванага семем, для атрымання AgNPs з цытратам у трох розных дыяпазонах памераў (10, 20 і 50 нм).6,32 як адзін з найбольш распаўсюджаных метадаў.Для нанаматэрыялаў, якія шырока і рэгулярна выкарыстоўваюцца ў медыцынскіх мэтах, выбіраюцца AgNP з цытратнымі канчаткамі розных памераў для вывучэння магчымай залежнасці ад памеру звязаных з агрэгацыяй біялагічных уласцівасцей нанасрэбра.Пасля сінтэзу AgNP розных памераў мы ахарактарызавалі атрыманыя ўзоры з дапамогай трансмісійнай электроннай мікраскапіі (ПЭМ), а затым даследавалі часціцы з дапамогай вышэйзгаданай працэдуры скрынінга.Акрамя таго, у прысутнасці культур клетак in vitro, мадыфікаванай асяроддзя Арла Дульбека (DMEM) і фетальнай бычынай сыроваткі (FBS), агрэгацыйныя паводзіны, якія залежаць ад памеру, і яго паводзіны ацэньваліся пры розных значэннях pH, канцэнтрацыях NaCl, глюкозы і глютаміну.Характарыстыкі цитотоксичности вызначаюць у комплексных умовах.Навуковы кансенсус паказвае, што ў цэлым меншыя часціцы пераважней;наша расследаванне забяспечвае хімічную і біялагічную платформу, каб вызначыць, ці так гэта.
Тры наначасціцы срэбра з рознымі дыяпазонамі памераў былі падрыхтаваны метадам росту, апасродкаваным семенем, прапанаваным Ван і інш., з невялікімі карэкціроўкамі.6 Гэты метад заснаваны на хімічным аднаўленні з выкарыстаннем нітрату срэбра (AgNO3) у якасці крыніцы срэбра, борогидрида натрыю (NaBH4) у якасці аднаўляльніка і цытрата натрыю ў якасці стабілізатара.Спачатку прыгатуйце 75 мл 9 мм воднага раствора цытрата з дыгідрату цытрата натрыю (Na3C6H5O7 x 2H2O) і нагрэйце яго да 70°C.Затым у рэакцыйную сераду дадаюць 2 мл 1% вага/аб'ёмнага раствора AgNO3, а затым у сумесь па кроплях уліваюць свежапрыгатаваны раствор борогидрида натрыю (2 мл 0,1% вага/аб'ём).Атрыманую жоўта-карычневую завісь вытрымлівалі пры 70°C пры інтэнсіўным мяшанні на працягу 1 гадзіны, а затым астуджалі да пакаёвай тэмпературы.Атрыманы ўзор (з гэтага часу будзе называцца AgNP-I) выкарыстоўваецца ў якасці асновы для апасродкаванага семем росту на наступным этапе сінтэзу.
Каб сінтэзаваць завісь часціц сярэдняга памеру (пазначаецца як AgNP-II), нагрэйце 90 мл 7,6 мм раствора цытрата да 80°C, змяшайце яго з 10 мл AgNP-I, а затым змяшайце 2 мл 1% раствора AgNO3. вытрымлівалі пры інтэнсіўным механічным мяшанні на працягу 1 гадзіны, а затым узор астуджалі да пакаёвай тэмпературы.
Для самай буйной часціцы (AgNP-III) паўтарыце той жа працэс росту, але ў гэтым выпадку выкарыстоўвайце 10 мл AgNP-II у якасці завісі насення.Пасля таго, як узоры дасягаюць пакаёвай тэмпературы, яны ўсталёўваюць сваю намінальную канцэнтрацыю Ag на аснове агульнага ўтрымання AgNO3 на 150 праміле, дадаючы або выпарваючы дадатковы растваральнік пры 40°C, і, нарэшце, захоўваюць іх пры 4°C да далейшага выкарыстання.
Выкарыстоўвайце трансмісійны электронны мікраскоп (TEM) FEI Tecnai G2 20 X-Twin (штаб-кватэра карпарацыі FEI, Хілсбара, штат Арэгон, ЗША) з напругай паскарэння 200 кВ, каб даследаваць марфалагічныя характарыстыкі наначасціц і захапіць іх карціну дыфракцыі электронаў (ЭД).Па меншай меры 15 рэпрэзентатыўных малюнкаў (~750 часціц) былі ацэнены з дапамогай праграмнага пакета ImageJ, а атрыманыя гістаграмы (і ўсе графікі ва ўсім даследаванні) былі створаны ў OriginPro 2018 (OriginLab, Нортгемптан, Масачусэтс, ЗША) 33, 34.
Сярэдні гідрадынамічны дыяметр (Z-сярэдні), дзета-патэнцыял (ζ-патэнцыял) і характэрны павярхоўны плазмонны рэзананс (SPR) узораў былі вымераны, каб праілюстраваць іх першапачатковыя калоідныя ўласцівасці.Сярэдні гідрадынамічны дыяметр і дзета-патэнцыял узору былі вымераны прыборам Malvern Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments, Малверн, Вялікабрытанія) з выкарыстаннем аднаразовых сагнутых капілярных вочак пры 37±0,1°C.Спектрафатометр Ocean Optics 355 DH-2000-BAL UV-Vis (Halma PLC, Ларга, штат Фларыда, ЗША) выкарыстоўваўся для атрымання характэрных характарыстык SPR па спектрах паглынання ўзораў UV-Vis у дыяпазоне 250-800 нм.
На працягу ўсяго эксперыменту адначасова праводзіліся тры розныя тыпы вымярэнняў, звязаныя з калоіднай стабільнасцю.Выкарыстоўвайце DLS для вымярэння сярэдняга гідрадынамічнага дыяметра (сярэдні Z) і дзета-патэнцыялу (ζ патэнцыял) часціц, таму што сярэдні Z звязаны з сярэднім памерам агрэгатаў наначасціц, а дзета-патэнцыял паказвае, ці электрастатычнае адштурхванне ў сістэме дастаткова моцны, каб кампенсаваць прыцягненне Ван-дэр-Ваальса паміж наначасціцамі.Вымярэнні праводзяцца ў трох паўторах, а стандартнае адхіленне сярэдняга Z і дзета-патэнцыялу разлічваецца з дапамогай праграмнага забеспячэння Zetasizer.Характэрныя спектры SPR часціц ацэньваюцца з дапамогай спектраскапіі UV-VIS, таму што змены ў пікавай інтэнсіўнасці і даўжыні хвалі могуць паказваць на агрэгацыю і ўзаемадзеянне паверхні.29,35 Фактычна, павярхоўны плазмонны рэзананс у каштоўных металах настолькі ўплывовы, што прывёў да новых метадаў аналізу біямалекул.29,36,37 Канцэнтрацыя AgNPs у эксперыментальнай сумесі складае каля 10 частак на мільён, і мэта складаецца ў тым, каб усталяваць інтэнсіўнасць максімальнага пачатковага паглынання SPR на 1. Эксперымент праводзіўся ў залежнасці ад часу пры 0;1,5;3;6;12 і 24 гадзіны ў розных біялагічна адпаведных умовах.Больш падрабязна апісанне эксперыменту можна ўбачыць у нашай папярэдняй працы.19 Карацей кажучы, розныя значэнні pH (3; 5; 7,2 і 9), розныя канцэнтрацыі хларыду натрыю (10 мм; 50 мм; 150 мм), глюкозы (3,9 мм; 6,7 мм) і глютаміну (4 мм) і таксама падрыхтавалі мадыфікаваную сераду Дульбека Ігла (DMEM) і фетальную бычыную сыроватку (FBS) (у вадзе і DMEM) у якасці мадэльных сістэм і вывучылі іх уплыў на паводзіны агрэгацыі сінтэзаваных наначасціц срэбра.Значэнні pH, NaCl, глюкозы і глютаміну ацэньваюцца на аснове фізіялагічных канцэнтрацый, у той час як колькасці DMEM і FBS такія ж, як і ўзроўні, якія выкарыстоўваюцца ва ўсім эксперыменце in vitro.38-42 Усе вымярэнні праводзіліся пры рн 7,2 і 37°C з пастаяннай фонавай канцэнтрацыяй солі 10 ммоль NaCl, каб выключыць узаемадзеянне часціц на вялікай адлегласці (за выключэннем пэўных эксперыментаў, звязаных з pH і NaCl, дзе гэтыя атрыбуты з'яўляюцца зменнымі пад даследаванне).28 Спіс розных умоў прыведзены ў табліцы 1. Эксперымент, пазначаны †, выкарыстоўваецца ў якасці эталона і адпавядае ўзоры, які змяшчае 10 ммоль NaCl і рн 7,2.
Лінія клетак рака прадсталёвай залозы чалавека (DU145) і ўвекавечаныя керацінацыты чалавека (HaCaT) былі атрыманы з ATCC (Манассас, Вірджынія, ЗША).Клеткі рэгулярна культывуюць у мінімальна неабходным асяроддзі Дульбека Eagle (DMEM), якое змяшчае 4,5 г/л глюкозы (Sigma-Aldrich, Сэнт-Луіс, Місуры, ЗША), дабаўленае 10% FBS, 2 мм L-глютаміна, 0,01% стрэптаміцыну і 0,005% Пеніцылін (Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, USA).Клеткі культывуюць у інкубатары пры тэмпературы 37°C пры 5% CO2 і 95% вільготнасці.
Для таго, каб даследаваць змены ў цытатаксічнасці AgNP, выкліканыя агрэгацыяй часціц у залежнасці ад часу, быў выкананы двухэтапны аналіз MTT.Спачатку была вымераная жыццяздольнасць двух тыпаў клетак пасля апрацоўкі AgNP-I, AgNP-II і AgNP-III.З гэтай мэтай клеткі двух тыпаў высеялі ў 96-лункавыя пласціны з шчыльнасцю 10 000 клетак/лунку і на другі дзень апрацавалі трыма наначасціцамі срэбра розных памераў ва ўзрастаючых канцэнтрацыях.Праз 24 гадзіны апрацоўкі клеткі прамывалі PBS і інкубавалі з 0,5 мг/мл рэагента MTT (SERVA, Гейдэльберг, Германія), разведзенага ў культуральным асяроддзі, на працягу 1 гадзіны пры 37°C.Крышталі формазана растваралі ў ДМСО (Sigma-Aldrich, Сэнт-Луіс, Місуры, ЗША), і паглынанне вымяралі пры 570 нм з дапамогай прылады для чытання пласцін Synergy HTX (BioTek-Венгрыя, Будапешт, Венгрыя).Значэнне паглынання неапрацаванага кантрольнага ўзору лічыцца 100% выжывальнасцю.Выканайце як мінімум 3 эксперыменты з выкарыстаннем чатырох незалежных біялагічных паўтораў.IC50 разлічваецца па крывой доза-адказ на аснове вынікаў жыццяздольнасці.
Пасля гэтага, на другім этапе, шляхам інкубацыі часціц са 150 мМ NaCl на працягу розных перыядаў часу (0, 1,5, 3, 6, 12 і 24 гадзін) перад апрацоўкай клетак былі атрыманы розныя агрэгацыйныя стану наначасціц срэбра.У далейшым для ацэнкі змяненняў у жыццяздольнасці клетак, на якія ўплывае агрэгацыя часціц, быў праведзены той жа аналіз MTT, як апісана раней.Выкарыстоўвайце GraphPad Prism 7 для ацэнкі канчатковага выніку, вылічыце статыстычную значнасць эксперыменту з дапамогай няпарнага крытэра і пазначце яго ўзровень як * (p ≤ 0,05), ** (p ≤ 0,01), *** (p ≤ 0,001). ) І **** (р ≤ 0,0001).
Наначасціцы срэбра трох розных памераў (AgNP-I, AgNP-II і AgNP-III) выкарыстоўваліся для вызначэння антыбактэрыйнай адчувальнасці да Cryptococcus neoformans IFM 5844 (IFM; Даследчы цэнтр патагенных грыбоў і мікробнай таксікалогіі Універсітэта Чыба) і Bacillus Test megaterium SZMC 6031 (SZMC: Szeged Microbiology Collection) і E. coli SZMC 0582 у асяроддзі RPMI 1640 (Sigma-Aldrich Co.).Для ацэнкі змяненняў антыбактэрыйнай актыўнасці, выкліканых агрэгацыяй часціц, спачатку вызначалі іх мінімальную інгібіруючую канцэнтрацыю (МІК) шляхам микроразведения ў 96-лункавым титрационном микропланшете.Да 50 мкл стандартызаванай завісі клетак (5 × 104 клетак/мл у асяроддзі RPMI 1640) дадайце 50 мкл завісі наначасціц срэбра і паслядоўна развядзіце канцэнтрацыю ўдвая (у вышэйзгаданай асяроддзі дыяпазон складае ад 0 да 75 частак на мільён, гэта значыць, кантрольны ўзор змяшчае 50 мкл завісі клетак і 50 мкл асяроддзя без наначасціц).Пасля гэтага пласціну інкубавалі пры 30°C на працягу 48 гадзін і вымяралі аптычную шчыльнасць культуры пры 620 нм з дапамогай прылады для чытання пласцін SPECTROstar Nano (BMG LabTech, Offenburg, Германія).Эксперымент праводзілі тройчы ў трох паўторах.
За выключэннем таго, што ў гэты час выкарыстоўвалася 50 мкл адзінкавых агрэгаваных узораў наначасціц, тая ж працэдура, што апісана раней, была выкарыстана для вывучэння ўплыву агрэгацыі на антыбактэрыйную актыўнасць вышэйзгаданых штамаў.Розныя агрэгацыйныя стану наначасціц срэбра атрымліваюцца шляхам інкубацыі часціц са 150 мМ NaCl на працягу розных перыядаў часу (0, 1,5, 3, 6, 12 і 24 гадзіны) перад апрацоўкай клетак.У якасці кантролю росту выкарыстоўвалі завісь, дапоўненую 50 мкл асяроддзя RPMI 1640, а для кантролю таксічнасці - завісь з неагрегированными наначасціц.Эксперымент праводзілі тройчы ў трох паўторах.Выкарыстоўвайце GraphPad Prism 7, каб яшчэ раз ацаніць канчатковы вынік, выкарыстоўваючы той жа статыстычны аналіз, што і аналіз MTT.
Узровень агрэгацыі самых дробных часціц (AgNP-I) быў ахарактарызаваны, і вынікі былі часткова апублікаваныя ў нашай папярэдняй працы, але для лепшага параўнання ўсе часціцы былі старанна прагледжаны.Эксперыментальныя дадзеныя сабраны і абмеркаваны ў наступных раздзелах.Тры памеру AgNP.19
Вымярэнні, праведзеныя пры дапамозе TEM, UV-Vis і DLS, пацвердзілі паспяховы сінтэз усіх узораў AgNP (малюнак 2A-D).Згодна з першым радком малюнка 2, найменшая часціца (AgNP-I) мае аднастайную сферычную марфалогію з сярэднім дыяметрам каля 10 нм.Метад росту, апасродкаванага насеннем, таксама забяспечвае AgNP-II і AgNP-III з рознымі дыяпазонамі памераў з сярэднім дыяметрам часціц прыблізна 20 нм і 50 нм адпаведна.Па стандартным адхіленні размеркавання часціц памеры трох узораў не перакрываюцца, што важна для іх параўнальнага аналізу.Параўноўваючы сярэдняе суадносіны бакоў і тонкасці 2D-праекцый часціц на аснове TEM, мяркуецца, што сферычнасць часціц ацэньваецца ўбудовай фільтра формы ImageJ (малюнак 2E).43 Згодна з аналізам формы часціц, іх суадносіны бакоў (вялікі бок/кароткі бок найменшага абмежавальнага прамавугольніка) не залежаць ад росту часціц, а іх суадносіны тонкасці (вымераная плошча адпаведнага ідэальнага круга/тэарэтычная плошча) ) паступова памяншаецца.Гэта прыводзіць да ўсё большай колькасці шматгранных часціц, якія тэарэтычна ідэальна круглыя, што адпавядае каэфіцыенту тонкасці, роўнаму 1.
Малюнак 2. Выява з прасвечваючага электроннага мікраскопа (ПЭМ) (A), карціна дыфракцыі электронаў (ED) (B), гістаграма размеркавання памераў (C), спектр паглынання характэрнага ўльтрафіялетавага бачнага (UV-Vis) святла (D) і сярэдні цытрат вадкасці. Наначасціцы срэбра з канцавымі канцамі з механічным дыяметрам (Z-сярэдні), дзета-патэнцыялам, суадносінамі бакоў і таўшчыні (E) маюць тры розныя дыяпазоны памераў: AgNP-I складае 10 нм (верхні радок), AgNP -II складае 20 нм (сярэдні радок). ), AgNP-III (ніжні рад) складае 50 нм.
Нягледзячы на ​​​​тое, што цыклічны характар ​​метаду вырошчвання ў некаторай ступені паўплываў на форму часціц, што прывяло да меншай сферычнасці вялікіх AgNP, усе тры ўзоры заставаліся квазісферычнымі.Акрамя таго, як паказана на карціне дыфракцыі электронаў на малюнку 2B, нанакрышталічнасць часціц не ўплывае.Яркае дыфракцыйнае кольца, якое можна суаднесці з індэксамі Мілера (111), (220), (200) і (311) срэбра, вельмі адпавядае навуковай літаратуры і нашым папярэднім унёскам.9, 19,44 Фрагментацыя кольцы Дэбая-Шэрэра AgNP-II і AgNP-III звязана з тым, што выява ED захопліваецца пры аднолькавым павелічэнні, таму па меры павелічэння памеру часціц павялічваецца колькасць дыфрагаваных часціц на адзінка плошчы павялічваецца і памяншаецца.
Вядома, што памер і форма наначасціц уплываюць на біялагічную актыўнасць.3,45 Каталітычную і біялагічную актыўнасць, якая залежыць ад формы, можна растлумачыць тым фактам, што розныя формы маюць тэндэнцыю да распаўсюджвання пэўных граняў крышталя (з рознымі індэксамі Мілера), і гэтыя грані крышталя маюць розную актыўнасць.45,46 Паколькі падрыхтаваныя часціцы забяспечваюць падобныя вынікі ED, якія адпавядаюць вельмі падобным характарыстыкам крышталяў, можна меркаваць, што ў нашых наступных эксперыментах па калоіднай стабільнасці і біялагічнай актыўнасці любыя назіраныя адрозненні варта аднесці да памеру наначасціц, а не да ўласцівасцей, звязаных з формай.
Вынікі UV-Vis, абагульненыя на малюнку 2D, яшчэ больш падкрэсліваюць надзвычайную сферычную прыроду сінтэзаванага AgNP, таму што пікі SPR усіх трох узораў складаюць каля 400 нм, што з'яўляецца характэрным значэннем для сферычных наначасціц срэбра.29,30 Знятыя спектры таксама пацвердзілі паспяховы рост нанасрэбра пры пасярэдніцтве насення.Па меры павелічэння памеру часціц даўжыня хвалі, якая адпавядае максімальнаму паглынанню святла AgNP-II, становіцца больш прыкметнай. Згодна з літаратурай, AgNP-III адчуваў чырвоны зрух.6,29
Што тычыцца пачатковай калоіднай стабільнасці сістэмы AgNP, DLS выкарыстоўваўся для вымярэння сярэдняга гідрадынамічнага дыяметра і дзета-патэнцыялу часціц пры pH 7,2.Вынікі, адлюстраваныя на малюнку 2E, паказваюць, што AgNP-III мае больш высокую калоідную стабільнасць, чым AgNP-I або AgNP-II, таму што агульныя рэкамендацыі паказваюць, што для доўгатэрміновай калоіднай стабільнасці неабходны дзэта-патэнцыял у 30 мВ. Гэта адкрыццё дадаткова пацвярджаецца, калі сярэдняе значэнне Z (атрыманае як сярэдні гідрадынамічны дыяметр свабодных і агрэгаваных часціц) параўноўваецца з першасным памерам часціц, атрыманым з дапамогай ПЭМ, таму што чым бліжэй гэтыя два значэнні, тым мякчэй ступень Gather ва ўзоры.Фактычна, сярэдняе значэнне Z для AgNP-I і AgNP-II значна вышэйшае, чым іх асноўны памер часціц, ацэнены TEM, таму ў параўнанні з AgNP-III прагназуецца больш верагоднасць агрэгацыі гэтых узораў, дзе вельмі адмоўны дзета-патэнцыял суправаджаецца блізкім памерам сярэдняга значэння Z.
Тлумачэнне гэтай з'явы можа быць дваякім.З аднаго боку, канцэнтрацыя цытрата падтрымліваецца на аднолькавым узроўні на ўсіх стадыях сінтэзу, забяспечваючы адносна вялікую колькасць зараджаных паверхневых груп, каб прадухіліць памяншэнне ўдзельнай паверхні растучых часціц.Аднак, па словах Левака і інш., малыя малекулы, такія як цытрат, могуць лёгка замяняцца біямалекуламі на паверхні наначасціц.У гэтым выпадку калоіднай стабільнасць будзе вызначацца каронай атрыманых біямалекул.31 Паколькі такія паводзіны таксама назіраліся ў нашых агрэгацыйных вымярэннях (разгледжаных больш падрабязна пазней), толькі цытратнае абмежаванне не можа растлумачыць гэтую з'яву.
З іншага боку, памер часціц зваротна прапарцыйны тэндэнцыі да агрэгацыі на нанаметровым узроўні.У асноўным гэта пацвярджаецца традыцыйным метадам Дэр'ягіна-Ландау-Фервея-Овербіка (DLVO), дзе прыцягненне часціц апісваецца як сума сіл прыцягнення і адштурхвання паміж часціцамі.Згодна з He і інш., Максімальнае значэнне энергетычнай крывой DLVO памяншаецца з памерам наначасціц у наначасціцах гематыту, што палягчае дасягненне мінімальнай першаснай энергіі, тым самым спрыяючы незваротнай агрэгацыі (кандэнсацыі).47 Аднак існуе здагадка, што існуюць іншыя аспекты, якія выходзяць за межы тэорыі DLVO.Хаця гравітацыя Ван-дэр-Ваальса і электрастатычнае адштурхванне падвойнага пласта падобныя з павелічэннем памеру часціц, агляд Hotze et al.мяркуе, што гэта мае больш моцны ўплыў на агрэгацыю, чым дазваляе DLVO.14 Яны лічаць, што крывізна паверхні наначасціц больш не можа быць ацэненая як плоская паверхня, што робіць матэматычную ацэнку непрыдатнай.Акрамя таго, калі памер часціц памяншаецца, працэнт атамаў, якія прысутнічаюць на паверхні, становіцца вышэй, што прыводзіць да электроннай структуры і паводзінаў зарада паверхні.І змены рэакцыйнай здольнасці паверхні, што можа прывесці да памяншэння зарада ў падвойным электрычным слоі і спрыяць агрэгацыі.
Параўноўваючы вынікі DLS для AgNP-I, AgNP-II і AgNP-III на малюнку 3, мы заўважылі, што ўсе тры ўзоры паказалі аднолькавы рн, які выклікае агрэгацыю.Моцнакіслае асяроддзе (pH 3) зрушвае дзета-патэнцыял узору да 0 мВ, у выніку чаго часціцы ўтвараюць агрэгаты мікроннага памеру, у той час як шчолачны pH зрушвае яго дзета-патэнцыял да большага адмоўнага значэння, дзе часціцы ўтвараюць меншыя агрэгаты (pH 5 ).І 7.2) ), або застаюцца цалкам неагрэгаванымі (pH 9).Таксама назіраліся некаторыя важныя адрозненні паміж рознымі ўзорамі.На працягу ўсяго эксперыменту AgNP-I апынуўся найбольш адчувальным да змен дзета-патэнцыялу, выкліканых pH, таму што дзета-патэнцыял гэтых часціц быў зніжаны пры pH 7,2 у параўнанні з pH 9, у той час як AgNP-II і AgNP-III паказалі толькі A значная змена ζ складае каля рн 3. Акрамя таго, AgNP-II паказаў больш павольныя змены і ўмераны дзета-патэнцыял, у той час як AgNP-III паказала самыя мяккія паводзіны з трох, таму што сістэма паказала самае высокае абсалютнае дзета-значэнне і павольны рух трэнду, што паказвае на AgNP-III Найбольш устойлівы да агрэгацыі, выкліканай pH.Гэтыя вынікі супадаюць з вынікамі вымярэння сярэдняга гідрадынамічнага дыяметра.Улічваючы памер часціц іх праймераў, AgNP-I дэманстраваў пастаянную паступовую агрэгацыю пры ўсіх значэннях рн, хутчэй за ўсё з-за фону 10 мМ NaCl, у той час як AgNP-II і AgNP-III дэманстравалі значны збор толькі пры рн 3.Самае цікавае адрозненне заключаецца ў тым, што, нягледзячы на ​​​​вялікі памер наначасціц, AgNP-III утварае самыя дробныя агрэгаты пры рн 3 за 24 гадзіны, падкрэсліваючы яго антыагрэгацыйныя ўласцівасці.Падзяліўшы сярэдняе Z AgNP пры pH 3 праз 24 гадзіны на значэнне падрыхтаванага ўзору, можна заўважыць, што адносныя памеры агрэгатаў AgNP-I і AgNP-II павялічыліся ў 50 разоў, 42 разы і 22 разы. , адпаведна.III.
Малюнак 3 Вынікі дынамічнага рассейвання святла ўзору наначасціц срэбра з цытратным канцом з павелічэннем памеру (10 нм: AgNP-I, 20 нм: AgNP-II і 50 нм: AgNP-III) выяўляюцца як сярэдні гідрадынамічны дыяметр (сярэдняе значэнне Z ) (справа) Пры розных умовах pH дзета-патэнцыял (злева) змяняецца на працягу 24 гадзін.
Назіраная pH-залежная агрэгацыя таксама паўплывала на характэрны павярхоўны плазмонны рэзананс (SPR) узораў AgNP, пра што сведчаць іх спектры UV-VIS.Згодна з дадатковым малюнкам S1, агрэгацыя ўсіх трох завісяў наначасціц срэбра суправаджаецца памяншэннем інтэнсіўнасці іх SPR-пікаў і ўмераным чырвоным зрухам.Ступень гэтых змяненняў у залежнасці ад рн адпавядае ступені агрэгацыі, прадказанай вынікамі DLS, аднак назіраюцца некаторыя цікавыя тэндэнцыі.Насуперак інтуіцыі, аказваецца, што AgNP-II сярэдняга памеру найбольш адчувальны да змен SPR, у той час як два іншых ўзору менш адчувальныя.У даследаваннях SPR 50 нм - гэта тэарэтычны ліміт памеру часціц, які выкарыстоўваецца для адрознення часціц на аснове іх дыэлектрычных уласцівасцей.Часціцы памерам менш за 50 нм (AgNP-I і AgNP-II) можна апісаць як простыя дыэлектрычныя дыполі, у той час як часціцы, якія дасягаюць або перавышаюць гэтую мяжу (AgNP-III), валодаюць больш складанымі дыэлектрычнымі ўласцівасцямі, і іх рэзананс Паласа распадаецца на мультымадальныя змены .У выпадку двух меншых узораў часціц AgNP можна разглядаць як простыя дыполі, і плазма можа лёгка перакрывацца.Па меры павелічэння памеру часціц гэтая сувязь, па сутнасці, стварае большую плазму, што можа растлумачыць назіраную больш высокую адчувальнасць.29 Аднак для самых буйных часціц простая дыпольная ацэнка несапраўдная, калі могуць адбыцца і іншыя стану сувязі, што можа растлумачыць паніжаную тэндэнцыю AgNP-III паказваць спектральныя змены.29
У нашых эксперыментальных умовах даказана, што значэнне рн моцна ўплывае на калоідную стабільнасць пакрытых цытратам наначасціц срэбра рознага памеру.У гэтых сістэмах стабільнасць забяспечваецца адмоўна зараджанымі групамі -COO- на паверхні AgNP.Карбаксілатная функцыянальная група цытрат-іёна пратануецца ў вялікай колькасці іёнаў H+, таму створаная карбаксільная група больш не можа забяспечваць электрастатычнае адштурхванне паміж часціцамі, як паказана ў верхнім радку малюнка 4. Згодна з прынцыпам Ле Шатэлье, AgNP ўзоры хутка агрэгуюцца пры pH 3, але паступова становяцца ўсё больш і больш стабільнымі па меры павышэння pH.
Малюнак 4. Схематычны механізм павярхоўнага ўзаемадзеяння, які вызначаецца агрэгацыяй пры розных pH (верхні радок), канцэнтрацыі NaCl (сярэдні рад) і біямалекул (ніжні радок).
Згодна з малюнкам 5, калоідная стабільнасць у суспензіях AgNP розных памераў таксама была даследавана пры павышэнні канцэнтрацыі солі.Зыходзячы з дзета-патэнцыялу, павялічаны памер наначасціц у гэтых сістэмах AgNP з цытратам зноў забяспечвае павышаную ўстойлівасць да знешніх уздзеянняў NaCl.У AgNP-I 10 мМ NaCl дастаткова для індукцыі лёгкай агрэгацыі, а канцэнтрацыя солі ў 50 мМ дае вельмі падобныя вынікі.У AgNP-II і AgNP-III 10 мМ NaCl істотна не ўплывае на дзета-патэнцыял, таму што іх значэнні застаюцца на ўзроўні (AgNP-II) або ніжэй (AgNP-III) -30 мВ.Павелічэння канцэнтрацыі NaCl да 50 мМ і, нарэшце, да 150 мМ NaCl дастаткова, каб значна паменшыць абсалютнае значэнне дзета-патэнцыялу ва ўсіх узорах, хоць больш буйныя часціцы захоўваюць большы адмоўны зарад.Гэтыя вынікі адпавядаюць чаканаму сярэдняму гідрадынамічнаму дыяметру AgNPs;сярэднія лініі трэнду Z, вымераныя на 10, 50 і 150 ммоль NaCl, паказваюць розныя значэнні, якія паступова павялічваюцца.Нарэшце, агрэгаты мікроннага памеру былі выяўленыя ва ўсіх трох эксперыментах па 150 мМ.
Малюнак 5. Вынікі дынамічнага рассейвання святла ўзору наначасціц срэбра з цытратным канцом з павелічэннем памеру (10 нм: AgNP-I, 20 нм: AgNP-II і 50 нм: AgNP-III) выяўляюцца як сярэдні гідрадынамічны дыяметр (сярэдняе значэнне Z ) (справа) і дзета-патэнцыял (злева) змяняюцца на працягу 24 гадзін пры розных канцэнтрацыях NaCl.
Вынікі UV-Vis на дадатковым малюнку S2 паказваюць, што SPR 50 і 150 мм NaCl ва ўсіх трох узорах мае імгненнае і значнае зніжэнне.Гэта можа быць растлумачана DLS, таму што агрэгацыя на аснове NaCl адбываецца хутчэй, чым эксперыменты, якія залежаць ад pH, што тлумачыцца вялікай розніцай паміж раннімі (0, 1,5 і 3 гадзіны) вымярэннямі.Акрамя таго, павелічэнне канцэнтрацыі солі таксама павялічыць адносную дыэлектрычную пранікальнасць эксперыментальнага асяроддзя, што акажа моцны ўплыў на павярхоўны плазмонны рэзананс.29
Уплыў NaCl абагульнены ў сярэднім радку на малюнку 4. У цэлым можна зрабіць выснову, што павелічэнне канцэнтрацыі хларыду натрыю мае падобны эфект, як павелічэнне кіслотнасці, таму што іёны Na+ маюць тэндэнцыю каардынавацца вакол карбаксілатных груп, падаўленне AgNPs з адмоўным дзета-патэнцыялам.Акрамя таго, 150 мМ NaCl стварала агрэгаты мікроннага памеру ва ўсіх трох узорах, што сведчыць аб тым, што фізіялагічная канцэнтрацыя электраліта шкодзіць калоіднай стабільнасці AgNPs з цытратным канцом.Улічваючы крытычную канцэнтрацыю кандэнсацыі (CCC) NaCl на падобных сістэмах AgNP, гэтыя вынікі можна разумна размясціць у адпаведнай літаратуры.Huynh і інш.падлічылі, што CCC NaCl для наначасціц срэбра з цытратным канцом з сярэднім дыяметрам 71 нм склала 47,6 мм, у той час як El Badawy і інш.заўважыў, што CCC 10 нм AgNP з цытратным пакрыццём складае 70 мм.10,16 Акрамя таго, значна высокі CCC каля 300 мМ быў вымераны He і інш., Што прывяло да таго, што іх метад сінтэзу адрозніваецца ад раней згаданай публікацыі.48 Хоць цяперашні ўклад не накіраваны на ўсебаковы аналіз гэтых значэнняў, таму што нашы эксперыментальныя ўмовы павялічваюцца ў складанасці ўсяго даследавання, біялагічна важная канцэнтрацыя NaCl 50 ммоль, асабліва 150 ммоль NaCl, здаецца, даволі высокая.Індукаваная каагуляцыя, тлумачачы выяўленыя моцныя змены.
Наступным крокам у эксперыменце па полімерызацыі з'яўляецца выкарыстанне простых, але біялагічна адпаведных малекул для мадэлявання ўзаемадзеяння наначасціц і біямалекул.На падставе вынікаў DLS (малюнкі 6 і 7) і UV-Vis (дадатковыя малюнкі S3 і S4) можна зрабіць некаторыя агульныя высновы.У нашых эксперыментальных умовах даследаваныя малекулы глюкозы і глютаміну не будуць выклікаць агрэгацыі ні ў адной сістэме AgNP, таму што сярэдняе тэндэнцыя Z цесна звязана з адпаведным эталонным значэннем вымярэння.Хоць іх прысутнасць не ўплывае на агрэгацыю, эксперыментальныя вынікі паказваюць, што гэтыя малекулы часткова адсарбуюцца на паверхні AgNP.Найбольш прыкметным вынікам, які пацвярджае гэта меркаванне, з'яўляецца назіраная змена паглынання святла.Нягледзячы на ​​тое, што AgNP-I не дэманструе значных змен даўжыні хвалі або інтэнсіўнасці, гэта можна больш выразна назіраць, вымяраючы больш буйныя часціцы, што, хутчэй за ўсё, звязана з большай аптычнай адчувальнасцю, згаданай раней.Незалежна ад канцэнтрацыі, праз 1,5 гадзіны глюкоза можа выклікаць большы чырвоны зрух у параўнанні з кантрольным вымярэннем, які складае каля 40 нм у AgNP-II і каля 10 нм у AgNP-III, што даказвае наяўнасць паверхневых узаемадзеянняў.Глютамін паказаў падобную тэндэнцыю, але змены не былі такімі відавочнымі.Акрамя таго, варта таксама адзначыць, што глютамін можа паменшыць абсалютны дзета-патэнцыял сярэдніх і буйных часціц.Аднак, паколькі гэтыя дзета-змены, здаецца, не ўплываюць на ўзровень агрэгацыі, можна выказаць здагадку, што нават невялікія біямалекулы, такія як глютамін, могуць забяспечыць пэўную ступень прасторавага адштурхвання паміж часціцамі.
Малюнак 6. Вынікі дынамічнага рассейвання святла ўзораў наначасціц срэбра з цытратным канцом з павелічэннем памеру (10 нм: AgNP-I, 20 нм: AgNP-II і 50 нм: AgNP-III) выяўляюцца як сярэдні гідрадынамічны дыяметр (сярэдняе Z) (справа) Пры знешніх умовах рознай канцэнтрацыі глюкозы дзета-патэнцыял (злева) змяняецца на працягу 24 гадзін.
Малюнак 7. Вынікі дынамічнага рассейвання святла ўзору наначасціц срэбра з цытратным канцом з павелічэннем памеру (10 нм: AgNP-I, 20 нм: AgNP-II і 50 нм: AgNP-III) выяўляюцца як сярэдні гідрадынамічны дыяметр (Z сярэдняе ) (справа) У прысутнасці глютаміну дзета-патэнцыял (злева) змяняецца на працягу 24 гадзін.
Карацей кажучы, невялікія біямалекулы, такія як глюкоза і глютамін, не ўплываюць на калоідную стабільнасць пры вымеранай канцэнтрацыі: хаця яны ў рознай ступені ўплываюць на дзета-патэнцыял і вынікі УФ-Візу, сярэднія вынікі Z несумяшчальныя.Гэта паказвае на тое, што павярхоўная адсорбцыя малекул тармозіць электрастатычнае адштурхванне, але ў той жа час забяспечвае стабільнасць памераў.
Для таго, каб звязаць папярэднія вынікі з папярэднімі вынікамі і больш умела мадэляваць біялагічныя ўмовы, мы выбралі некаторыя найбольш часта выкарыстоўваюцца кампаненты культуры клетак і выкарыстоўвалі іх у якасці эксперыментальных умоў для вывучэння стабільнасці коллоидов AgNP.Ва ўсім эксперыменце in vitro адной з найбольш важных функцый DMEM як асяроддзя з'яўляецца стварэнне неабходных асматычных умоў, але з хімічнага пункту гледжання гэта комплексны раствор солі з агульнай іённай сілай, падобнай да 150 ммоль NaCl .40 Што тычыцца FBS, гэта складаная сумесь біямалекул - галоўным чынам бялкоў - з пункту гледжання павярхоўнай адсорбцыі, яна мае некаторае падабенства з эксперыментальнымі вынікамі глюкозы і глютаміну, нягледзячы на ​​хімічны склад і разнастайнасць Сэкс значна больш складаны.19 DLS і УФ-выпраменьванне. Бачныя вынікі, паказаныя на малюнку 8 і дадатковым малюнку S5 адпаведна, можна растлумачыць шляхам вывучэння хімічнага складу гэтых матэрыялаў і суаднясення іх з вымярэннямі ў папярэднім раздзеле.
Малюнак 8. Вынікі дынамічнага рассейвання святла ўзору наначасціц срэбра з цытратным канцом з павелічэннем памеру (10 нм: AgNP-I, 20 нм: AgNP-II і 50 нм: AgNP-III) выяўляюцца як сярэдні гідрадынамічны дыяметр (Z сярэдняе ) (справа) У прысутнасці кампанентаў культуры клетак DMEM і FBS дзета-патэнцыял (злева) змяняецца на працягу 24 гадзін.
Развядзенне AgNP розных памераў у DMEM аказвае падобны ўплыў на калоідную стабільнасць, што назіраецца ў прысутнасці высокіх канцэнтрацый NaCl.Дысперсія AgNP ў 50 аб/аб% DMEM паказала, што буйнамаштабная агрэгацыя была выяўлена з павелічэннем дзета-патэнцыялу і Z-сярэдняга значэння і рэзкім зніжэннем інтэнсіўнасці SPR.Варта адзначыць, што максімальны памер агрэгатаў, выкліканы DMEM праз 24 гадзіны, зваротна прапарцыйны памеру наначасціц грунтоўкі.
Узаемадзеянне паміж FBS і AgNP падобна таму, якое назіраецца ў прысутнасці меншых малекул, такіх як глюкоза і глютамін, але эфект больш моцны.Сярэдняе значэнне Z часціц застаецца без змены, у той час як выяўляецца павелічэнне дзета-патэнцыялу.Пік SPR паказаў невялікае чырвонае зрушэнне, але, што яшчэ больш цікава, інтэнсіўнасць SPR не знізілася так значна, як пры кантрольным вымярэнні.Гэтыя вынікі можна растлумачыць прыроджанай адсорбцыяй макрамалекул на паверхні наначасціц (ніжні рад на малюнку 4), якая цяпер разумеецца як фарміраванне біямалекулярнай кароны ў арганізме.49