Mae Javascript wedi'i analluogi yn eich porwr ar hyn o bryd.Pan fydd javascript wedi'i analluogi, ni fydd rhai o swyddogaethau'r wefan hon yn gweithio.
Cofrestrwch eich manylion penodol a chyffuriau penodol o ddiddordeb, a byddwn yn paru'r wybodaeth a roddwch ag erthyglau yn ein cronfa ddata helaeth ac yn anfon copi PDF atoch trwy e-bost mewn modd amserol.
A yw nanoronynnau llai bob amser yn well?Deall effeithiau biolegol agregu nanoronynnau arian yn dibynnu ar faint o dan amodau biolegol berthnasol
Awduron: 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 o Gemeg Amgylcheddol, Hwngari, Hwngari a Gwyddor Gwybodeg y Gyfadran , Prifysgol Szeged;2 Adran Biocemeg a Bioleg Foleciwlaidd, Cyfadran Gwyddoniaeth a Gwybodaeth, Prifysgol Szeged, Hwngari;3 Adran Microbioleg, Cyfadran Gwyddoniaeth a Gwybodaeth, Prifysgol Szeged, Hwngari;Grŵp Ymchwil Cineteg Adwaith a Chemeg Arwyneb 4MTA-SZTE, Szeged, Hwngari* Cyfrannodd yr awduron hyn yn gyfartal at y gwaith hwn.Cyfathrebu: Zoltán Kónya Adran Cemeg Gymhwysol a'r Amgylchedd, Cyfadran Gwyddoniaeth a Gwybodeg, Prifysgol Szeged, Sgwâr Rerrich 1, Szeged, H-6720, Hwngari Ffôn +36 62 544620 E-bost [Diogelu e-bost] Pwrpas: Mae nanoronynnau arian (AgNPs) yn un o'r nanodefnyddiau a astudiwyd amlaf, yn enwedig oherwydd eu cymwysiadau biofeddygol.Fodd bynnag, oherwydd agregu nanoronynnau, mae eu sytowenwyndra rhagorol a'u gweithgaredd gwrthfacterol yn aml yn cael eu peryglu mewn cyfryngau biolegol.Yn y gwaith hwn, astudiwyd ymddygiad agregu a gweithgareddau biolegol cysylltiedig tri sampl nanoronynnau arian â therfyniad sitrad gwahanol gyda diamedr cyfartalog o 10, 20, a 50 nm.Dull: Defnyddio microsgop electron trawsyrru i syntheseiddio a nodweddu nanoronynnau, gwerthuso eu hymddygiad agregu ar wahanol werthoedd pH, NaCl, crynodiadau glwcos a glutamine trwy wasgaru golau deinamig a sbectrosgopeg uwchfioled-weladwy.Yn ogystal, yn y diwylliant cell mae cydrannau cyfrwng fel Dulbecco yn gwella'r ymddygiad agregu yn Eryr Canolig a Serwm Llo Ffetws.Canlyniadau: Mae'r canlyniadau'n dangos bod pH asidig a chynnwys electrolyt ffisiolegol yn gyffredinol yn achosi agregu ar raddfa micron, y gellir ei gyfryngu trwy ffurfio corona biomoleciwlaidd.Mae'n werth nodi bod gronynnau mwy yn dangos ymwrthedd uwch i ddylanwadau allanol na'u cymheiriaid llai.Perfformiwyd profion sytotocsigedd in vitro a gwrthfacterol trwy drin celloedd ag agregau nanoronynnau ar wahanol gamau agregu.Casgliad: Mae ein canlyniadau'n datgelu cydberthynas ddwys rhwng sefydlogrwydd colloidal a gwenwyndra AgNPs, gan fod agregu eithafol yn arwain at golli gweithgaredd biolegol yn llwyr.Mae'r lefel uwch o wrth-agregu a welwyd ar gyfer gronynnau mwy yn cael effaith sylweddol ar wenwyndra in vitro, oherwydd bod samplau o'r fath yn cadw mwy o weithgarwch gwrthficrobaidd a chelloedd mamalaidd.Mae'r canfyddiadau hyn yn arwain at y casgliad, er gwaethaf y farn gyffredinol yn y llenyddiaeth berthnasol, efallai nad targedu'r nanoronynnau lleiaf posibl yw'r ffordd orau o weithredu.Geiriau allweddol: twf cyfryngol hadau, sefydlogrwydd colloidal, ymddygiad agregu sy'n dibynnu ar faint, gwenwyndra difrod agregu
Wrth i alw ac allbwn nanoddeunyddiau barhau i gynyddu, telir mwy a mwy o sylw i'w bioddiogelwch neu weithgaredd biolegol.Mae nanoronynnau arian (AgNPs) yn un o gynrychiolwyr y dosbarth hwn o ddeunyddiau sy'n cael ei syntheseiddio, ei ymchwilio a'i ddefnyddio amlaf oherwydd eu priodweddau catalytig, optegol a biolegol rhagorol.1 Credir yn gyffredinol bod nodweddion unigryw nanoddeunyddiau (gan gynnwys AgNPs) yn cael eu priodoli'n bennaf i'w harwynebedd penodol mawr.Felly, y broblem anochel yw unrhyw broses sy'n effeithio ar y nodwedd allweddol hon, megis maint gronynnau, cotio wyneb Neu agregu, p'un a fydd yn niweidio'n ddifrifol eiddo nanoronynnau sy'n hanfodol i gymwysiadau penodol.
Mae effeithiau maint gronynnau a sefydlogwyr yn bynciau sydd wedi'u dogfennu'n gymharol dda yn y llenyddiaeth.Er enghraifft, y farn a dderbynnir yn gyffredinol yw bod nanoronynnau llai yn fwy gwenwynig na nanoronynnau mwy.2 Yn gyson â llenyddiaeth gyffredinol, mae ein hastudiaethau blaenorol wedi dangos gweithgaredd maint-ddibynnol nanosilver ar gelloedd mamalaidd a micro-organebau.3– 5 Mae cotio arwyneb yn nodwedd arall sy'n cael dylanwad eang ar briodweddau nanoddeunyddiau.Dim ond trwy ychwanegu neu addasu sefydlogwyr ar ei wyneb, efallai y bydd gan yr un nanomaterial briodweddau ffisegol, cemegol a biolegol hollol wahanol.Mae cymhwyso asiantau capio yn cael ei berfformio amlaf fel rhan o synthesis nanoronynnau.Er enghraifft, mae nanoronynnau arian citrate-terminated yn un o'r AgNPs mwyaf perthnasol yn yr ymchwil, sy'n cael eu syntheseiddio trwy leihau halwynau arian mewn datrysiad sefydlogwr dethol fel y cyfrwng adwaith.6 Gall citrate fanteisio'n hawdd ar ei gost isel, ei argaeledd, ei fio-gydnawsedd, a'i affinedd cryf ag arian, y gellir ei adlewyrchu mewn amrywiol ryngweithiadau arfaethedig, o arsugniad wyneb cildroadwy i ryngweithiadau ïonig.Mae moleciwlau bach ac ïonau polyatomig ger 7,8, megis citrates, polymerau, polyelectrolytes, ac asiantau biolegol hefyd yn cael eu defnyddio'n gyffredin i sefydlogi nano-arian a pherfformio swyddogaethau unigryw arno.9-12
Er bod y posibilrwydd o newid gweithgaredd nanoronynnau trwy gapio wyneb yn fwriadol yn faes diddorol iawn, mae prif rôl y cotio wyneb hwn yn ddibwys, gan ddarparu sefydlogrwydd colloidal ar gyfer y system nanoronynnau.Bydd arwynebedd arwyneb penodol mawr nanomaterials yn cynhyrchu ynni arwyneb mawr, sy'n rhwystro gallu thermodynamig y system i gyrraedd ei isafswm egni.13 Heb sefydlogi priodol, gall hyn arwain at grynhoad o nanodefnyddiau.Agregu yw ffurfio agregau o ronynnau o wahanol siapiau a meintiau sy'n digwydd pan fydd gronynnau gwasgaredig yn cwrdd a bod rhyngweithiadau thermodynamig cyfredol yn caniatáu i'r gronynnau gadw at ei gilydd.Felly, defnyddir sefydlogwyr i atal agregu trwy gyflwyno grym gwrthyrru digon mawr rhwng y gronynnau i wrthweithio eu hatyniad thermodynamig.14
Er bod pwnc maint gronynnau a gorchudd arwyneb wedi'i archwilio'n drylwyr yng nghyd-destun ei reoleiddio ar weithgareddau biolegol a ysgogir gan nanoronynnau, mae agregu gronynnau yn faes sydd wedi'i esgeuluso i raddau helaeth.Nid oes bron unrhyw astudiaeth drylwyr i ddatrys sefydlogrwydd colloidal nanoronynnau o dan amodau sy'n berthnasol yn fiolegol.10,15-17 Yn ogystal, mae'r cyfraniad hwn yn arbennig o brin, lle mae'r gwenwyndra sy'n gysylltiedig â chyfuno hefyd wedi'i astudio, hyd yn oed os gall achosi adweithiau niweidiol, megis thrombosis fasgwlaidd, neu golli nodweddion dymunol, megis ei wenwyndra, fel a ddangosir yn Ffigur 1.18, 19 a ddangosir.Mewn gwirionedd, mae un o'r ychydig fecanweithiau hysbys o wrthwynebiad nanoronynnau arian yn gysylltiedig â agregu, oherwydd dywedir bod rhai mathau o E. coli a Pseudomonas aeruginosa yn lleihau eu sensitifrwydd nano-arian trwy fynegi'r protein flagellin, flagellin.Mae ganddo affinedd uchel ag arian, gan achosi agregu.20
Mae yna nifer o fecanweithiau gwahanol yn ymwneud â gwenwyndra nanoronynnau arian, ac mae agregu yn effeithio ar bob un o'r mecanweithiau hyn.Mae'r dull a drafodwyd fwyaf o weithgaredd biolegol AgNP, y cyfeirir ato weithiau fel y mecanwaith “Trojan Horse”, yn ystyried AgNPs fel cludwyr Ag+.1,21 Gall mecanwaith ceffyl Trojan sicrhau cynnydd mawr yn y crynodiad Ag + lleol, sy'n arwain at gynhyrchu ROS a dadbolaru pilen.22-24 Gall agregu effeithio ar ryddhau Ag +, a thrwy hynny effeithio ar wenwyndra, oherwydd ei fod yn lleihau'r arwyneb gweithredol effeithiol lle gall ïonau arian gael eu ocsideiddio a'u toddi.Fodd bynnag, nid yn unig y bydd AgNPs yn arddangos gwenwyndra trwy ryddhau ïon.Rhaid ystyried llawer o ryngweithiadau maint a morffoleg.Yn eu plith, maint a siâp yr wyneb nanoronynnau yw'r nodweddion diffiniol.4,25 Gellir categoreiddio casgliad y mecanweithiau hyn fel “mecanweithiau gwenwyndra a achosir.”Mae llawer o adweithiau mitocondriaidd a philen arwynebol a all niweidio organynnau ac achosi marwolaeth celloedd.25-27 Gan fod ffurfio agregau yn effeithio'n naturiol ar faint a siâp gwrthrychau sy'n cynnwys arian a gydnabyddir gan systemau byw, mae'n bosibl y bydd y rhyngweithiadau hyn hefyd yn cael eu heffeithio.
Yn ein papur blaenorol ar agregu nanoronynnau arian, gwnaethom ddangos gweithdrefn sgrinio effeithiol a oedd yn cynnwys arbrofion cemegol ac arbrofion biolegol in vitro i astudio'r broblem hon.19 Gwasgaru Golau Dynamig (DLS) yw'r dechneg a ffafrir ar gyfer y mathau hyn o archwiliadau oherwydd gall y deunydd wasgaru ffotonau ar donfedd sy'n debyg i faint ei ronynnau.Gan fod cyflymder cynnig Brownian gronynnau yn y cyfrwng hylif yn gysylltiedig â'r maint, gellir defnyddio'r newid yn nwysedd y golau gwasgaredig i bennu diamedr hydrodynamig cyfartalog (Z-cymedr) y sampl hylif.28 Yn ogystal, trwy gymhwyso foltedd i'r sampl, gellir mesur potensial zeta (ζ potensial) y nanoronyn yn debyg i werth cyfartalog Z.13,28 Os yw gwerth absoliwt y potensial zeta yn ddigon uchel (yn ôl canllawiau cyffredinol> ±30 mV), bydd yn cynhyrchu gwrthyriad electrostatig cryf rhwng y gronynnau i wrthweithio'r agregiad.Mae cyseiniant plasmon arwyneb nodweddiadol (SPR) yn ffenomen optegol unigryw, a briodolir yn bennaf i nanoronynnau metel gwerthfawr (Au ac Ag yn bennaf).29 Yn seiliedig ar osgiliadau electronig (plasmonau wyneb) y deunyddiau hyn ar y nanoscale, mae'n hysbys bod gan AgNPs sfferig uchafbwynt amsugno UV-Vis nodweddiadol ger 400 nm.30 Defnyddir dwyster a symudiad tonfedd y gronynnau i ategu'r canlyniadau DLS, oherwydd gellir defnyddio'r dull hwn i ganfod agregu nanoronynnau ac arsugniad arwyneb biomoleciwlau.
Yn seiliedig ar y wybodaeth a gafwyd, cynhelir profion hyfywedd celloedd (MTT) a gwrthfacterol mewn modd y disgrifir gwenwyndra AgNP fel swyddogaeth lefel agregu, yn hytrach na chrynodiad nanoronynnau (y ffactor a ddefnyddir amlaf).Mae'r dull unigryw hwn yn ein galluogi i ddangos pwysigrwydd dwys lefel agregu mewn gweithgaredd biolegol, oherwydd, er enghraifft, mae AgNPs a derfynir gan citrad yn colli eu gweithgaredd biolegol yn llwyr o fewn ychydig oriau oherwydd agregu.19
Yn y gwaith presennol, ein nod yw ehangu'n fawr ein cyfraniadau blaenorol yn sefydlogrwydd coloidau bio-gysylltiedig a'u heffaith ar weithgaredd biolegol trwy astudio effaith maint nanoronynnau ar agregu nanoronynnau.Heb os, dyma un o'r astudiaethau o nanoronynnau.Persbectif proffil uwch a 31 Er mwyn ymchwilio i'r mater hwn, defnyddiwyd dull twf wedi'i gyfryngu gan hadau i gynhyrchu AgNPs â therfyniad sitrad mewn tri ystod maint gwahanol (10, 20, a 50 nm).6,32 fel un o'r dulliau mwyaf cyffredin.Ar gyfer nano-ddeunyddiau a ddefnyddir yn eang ac yn rheolaidd mewn cymwysiadau meddygol, dewisir AgNPs citrad-derfynedig o wahanol feintiau i astudio dibyniaeth maint posibl priodweddau biolegol nanosilver sy'n gysylltiedig â chyfuno.Ar ôl syntheseiddio AgNPs o wahanol feintiau, gwnaethom nodweddu'r samplau a gynhyrchwyd gan ficrosgopeg electron trawsyrru (TEM), ac yna archwilio'r gronynnau gan ddefnyddio'r weithdrefn sgrinio a grybwyllwyd uchod.Yn ogystal, ym mhresenoldeb diwylliannau celloedd in vitro Canolig Eryr Addasedig Dulbecco (DMEM) a Serwm Buchol Ffetws (FBS), gwerthuswyd yr ymddygiad agregu sy'n dibynnu ar faint a'i ymddygiad ar wahanol werthoedd pH, sef crynodiadau NaCl, glwcos a glutamine.Mae nodweddion cytotoxicity yn cael eu pennu o dan amodau cynhwysfawr.Mae'r consensws gwyddonol yn dangos bod gronynnau llai yn gyffredinol yn well;mae ein hymchwiliad yn darparu llwyfan cemegol a biolegol i benderfynu a yw hyn yn wir.
Paratowyd tri nanoronynnau arian gydag ystodau maint gwahanol gan y dull twf trwy gyfrwng hadau a gynigiwyd gan Wan et al., gydag addasiadau bach.6 Mae'r dull hwn yn seiliedig ar ostyngiad cemegol, gan ddefnyddio arian nitrad (AgNO3) fel y ffynhonnell arian, sodiwm borohydride (NaBH4) fel asiant lleihau, a sodiwm sitrad fel y sefydlogwr.Yn gyntaf, paratowch 75 mL o hydoddiant dyfrllyd citrad 9 mM o sodiwm sitrad dihydrate (Na3C6H5O7 x 2H2O) a'i gynhesu i 70 ° C.Yna, ychwanegwyd 2 ml o hydoddiant AgNO3 1% w/v at y cyfrwng adwaith, ac yna arllwyswyd yr hydoddiant sodiwm borohydrid a baratowyd yn ffres (2 ml 0.1% w/v) i mewn i'r cymysgedd yn dropwise.Cadwyd yr ataliad melyn-frown ar 70 ° C gyda'i droi'n egnïol am 1 awr, ac yna'i oeri i dymheredd yr ystafell.Defnyddir y sampl canlyniadol (y cyfeirir ato fel AgNP-I o hyn ymlaen) fel sail ar gyfer twf cyfryngol hadau yn y cam synthesis nesaf.
I syntheseiddio ataliad gronynnau maint canolig (a ddynodir fel AgNP-II), cynheswch hydoddiant sitrad 90 mL 7.6 mM i 80 ° C, cymysgwch ef â 10 mL AgNP-I, ac yna cymysgwch 2 mL 1% w / v Yr hydoddiant AgNO3 yn cael ei gadw o dan droi mecanyddol egnïol am 1 awr, ac yna cafodd y sampl ei oeri i dymheredd ystafell.
Ar gyfer y gronyn mwyaf (AgNP-III), ailadroddwch yr un broses dwf, ond yn yr achos hwn, defnyddiwch 10 mL o AgNP-II fel ataliad hadau.Ar ôl i'r samplau gyrraedd tymheredd yr ystafell, maent yn gosod eu crynodiad Ag nominal yn seiliedig ar gyfanswm cynnwys AgNO3 i 150 ppm trwy ychwanegu neu anweddu toddydd ychwanegol ar 40 ° C, ac yn olaf eu storio ar 4 ° C nes eu defnyddio ymhellach.
Defnyddiwch FEI Tecnai G2 20 X-Twin Transmission Electron Microscope (TEM) (Pencadlys Corfforaethol FEI, Hillsboro, Oregon, UDA) gyda foltedd cyflymu 200 kV i archwilio nodweddion morffolegol nanoronynnau a dal eu patrwm diffreithiant electronau (ED).Gwerthuswyd o leiaf 15 delwedd gynrychioliadol (~ gronynnau 750) gan ddefnyddio pecyn meddalwedd ImageJ, a chrëwyd yr histogramau canlyniadol (a'r holl graffiau yn yr astudiaeth gyfan) yn OriginPro 2018 (OriginLab, Northampton, MA, UDA) 33, 34.
Mesurwyd diamedr hydrodynamig cyfartalog (Z-cyfartaledd), potensial zeta (ζ-potensial) a chyseiniant plasmon arwyneb nodweddiadol (SPR) y samplau i ddangos eu priodweddau coloidaidd cychwynnol.Mesurwyd diamedr hydrodynamig cyfartalog a photensial zeta y sampl gan offeryn Malvern Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments, Malvern, DU) gan ddefnyddio celloedd capilari wedi'u plygu tafladwy ar 37 ± 0.1 ° C.Defnyddiwyd Ocean Optics 355 DH-2000-BAL sbectrophotometer UV-Vis (Halma PLC, Largo, FL, UDA) i gael nodweddion SPR nodweddiadol o'r sbectra amsugno UV-Vis o samplau yn yr ystod o 250-800 nm.
Yn ystod yr arbrawf cyfan, cynhaliwyd tri math mesur gwahanol yn ymwneud â sefydlogrwydd colloidal ar yr un pryd.Defnyddiwch DLS i fesur diamedr hydrodynamig cyfartalog (cyfartaledd Z) a photensial zeta (ζ potensial) y gronynnau, oherwydd bod cyfartaledd Z yn gysylltiedig â maint cyfartalog yr agregau nanoronynnau, ac mae'r potensial zeta yn nodi a yw'r gwrthyriad electrostatig yn y system yn ddigon cryf i wneud iawn am atyniad Van der Waals rhwng nanoronynnau.Gwneir mesuriadau mewn triphlyg, a chyfrifir gwyriad safonol cymedr Z a photensial zeta gan feddalwedd Zetasizer.Mae sbectra SPR nodweddiadol y gronynnau yn cael eu gwerthuso gan sbectrosgopeg UV-Vis, oherwydd gall newidiadau mewn dwyster brig a thonfedd ddangos agregiad a rhyngweithiadau arwyneb.29,35 Mewn gwirionedd, mae cyseiniant plasmon arwyneb mewn metelau gwerthfawr mor ddylanwadol fel ei fod wedi arwain at ddulliau newydd o ddadansoddi biomoleciwlau.29,36,37 Mae crynodiad AgNPs yn y cymysgedd arbrofol tua 10 ppm, a'r pwrpas yw gosod dwyster yr amsugniad SPR cychwynnol uchaf i 1. Cynhaliwyd yr arbrawf mewn modd amser-ddibynnol ar 0;1.5;3;6;12 a 24 awr o dan amodau amrywiol sy'n berthnasol yn fiolegol.Mae rhagor o fanylion yn disgrifio’r arbrawf i’w gweld yn ein gwaith blaenorol.19 Yn fyr, mae gwerthoedd pH amrywiol (3; 5; 7.2 a 9), gwahanol sodiwm clorid (10 mM; 50 mM; 150 mM), crynodiad glwcos (3.9 mM; 6.7 mM) a glutamine (4 mM), a paratôdd Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) a Serum Buchol Ffetws (FBS) (mewn dŵr a DMEM) fel systemau model hefyd, ac astudiodd eu heffeithiau ar ymddygiad agregu'r nanoronynnau arian wedi'u syntheseiddio.pH Mae gwerthoedd, NaCl, glwcos, a glutamine yn cael eu gwerthuso yn seiliedig ar grynodiadau ffisiolegol, tra bod y symiau o DMEM a FBS yr un fath â'r lefelau a ddefnyddir yn yr arbrawf in vitro cyfan.38-42 Perfformiwyd yr holl fesuriadau ar pH 7.2 a 37 ° C gyda chrynodiad halen cefndir cyson o 10 mM NaCl i ddileu unrhyw ryngweithiadau gronynnau pellter hir (ac eithrio rhai arbrofion cysylltiedig â pH a NaCl, lle mae'r priodoleddau hyn yn newidynnau o dan astudio).28 Crynhoir y rhestr o gyflyrau amrywiol yn Nhabl 1. Mae'r arbrawf sydd wedi'i farcio â † yn cael ei ddefnyddio fel cyfeiriad ac mae'n cyfateb i sampl sy'n cynnwys NaCl 10 mM a pH 7.2.
Cafwyd llinell gell canser y prostad dynol (DU145) a keratinocytes dynol anfarwoledig (HaCaT) gan ATCC (Manassas, VA, UDA).Mae celloedd yn cael eu meithrin yn rheolaidd yng nghyfrwng hanfodol lleiaf Dulbecco Eagle (DMEM) sy'n cynnwys 4.5 g/L glwcos (Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, UDA), wedi'i ategu â 10% FBS, 2 mM L-glutamin, 0.01% Streptomycin a 0.005% Penisilin (Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, UDA).Mae'r celloedd wedi'u meithrin mewn deorydd 37 ° C o dan 5% CO2 a lleithder o 95%.
Er mwyn archwilio'r newidiadau mewn sytowenwyndra AgNP a achosir gan agregu gronynnau mewn modd sy'n dibynnu ar amser, perfformiwyd assay MTT dau gam.Yn gyntaf, mesurwyd hyfywedd y ddau fath o gell ar ôl triniaeth ag AgNP-I, AgNP-II ac AgNP-III.I'r perwyl hwn, cafodd y ddau fath o gell eu hadu i blatiau 96-ffynnon ar ddwysedd o 10,000 o gelloedd/ffynnon a'u trin â thri maint gwahanol o nanoronynnau arian mewn crynodiadau cynyddol ar yr ail ddiwrnod.Ar ôl 24 awr o driniaeth, golchwyd y celloedd â PBS a'u deor ag adweithydd MTT 0.5 mg / mL (SERVA, Heidelberg, yr Almaen) wedi'i wanhau mewn cyfrwng diwylliant am 1 awr ar 37 ° C.Diddymwyd crisialau Formazan yn DMSO (Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, UDA), a mesurwyd yr amsugniad ar 570 nm gan ddefnyddio darllenydd plât Synergy HTX (BioTek-Hwngari, Budapest, Hwngari).Ystyrir bod gwerth amsugno'r sampl rheoli heb ei drin yn gyfradd goroesi 100%.Perfformio o leiaf 3 arbrawf gan ddefnyddio pedwar atgynhyrchiad biolegol annibynnol.Cyfrifir IC50 o gromlin ymateb dos yn seiliedig ar ganlyniadau bywiogrwydd.
Wedi hynny, yn yr ail gam, trwy ddeor y gronynnau â 150 mM NaCl am wahanol gyfnodau o amser (0, 1.5, 3, 6, 12, a 24 awr) cyn y driniaeth gell, cynhyrchwyd gwahanol gyflwr agregu nanoronynnau arian.Yn dilyn hynny, cynhaliwyd yr un assay MTT ag a ddisgrifiwyd yn flaenorol i werthuso newidiadau yn hyfywedd celloedd yr effeithir arnynt gan agregu gronynnau.Defnyddiwch GraphPad Prism 7 i werthuso'r canlyniad terfynol, cyfrifwch arwyddocâd ystadegol yr arbrawf trwy brawf-t heb ei baru, a marciwch ei lefel fel * (p ≤ 0.05), ** (p ≤ 0.01), *** (p ≤ 0.001 ) Ac **** (p ≤ 0.0001).
Defnyddiwyd tri maint gwahanol o nanoronynnau arian (AgNP-I, AgNP-II ac AgNP-III) ar gyfer tueddiad gwrthfacterol i Cryptococcus neoformans IFM 5844 (IFM; Canolfan Ymchwil Ffyngau Pathogenig a Tocsicoleg Microbaidd, Prifysgol Chiba) a Megateriwm Prawf Bacillus SZMC 6031 (SZMC: Szeged Microbiology Collection) ac E. coli SZMC 0582 yn RPMI 1640 cyfrwng (Sigma-Aldrich Co.).Er mwyn gwerthuso'r newidiadau mewn gweithgaredd gwrthfacterol a achosir gan agregu gronynnau, yn gyntaf, pennwyd eu crynodiad ataliol lleiaf (MIC) gan microdilution mewn plât microtiter 96-ffynnon.I 50 μL o ataliad cell safonol (5 × 104 o gelloedd / mL mewn cyfrwng RPMI 1640), ychwanegwch 50 μL o ataliad nanoronynnau arian a gwanhewch ddwywaith y crynodiad (yn y cyfrwng uchod, yr ystod yw 0 a 75 ppm, Hynny yw, mae'r sampl rheoli yn cynnwys 50 μL o ataliad celloedd a 50 μL o gyfrwng heb nanoronynnau).Wedi hynny, deorwyd y plât ar 30 ° C am 48 awr, a mesurwyd dwysedd optegol y diwylliant ar 620 nm gan ddefnyddio darllenydd plât Nano SPECTROstar (BMG LabTech, Offenburg, yr Almaen).Perfformiwyd yr arbrawf deirgwaith yn driphlyg.
Ac eithrio bod 50 μL o samplau nanoronynnau cyfanredol sengl wedi'u defnyddio ar yr adeg hon, defnyddiwyd yr un weithdrefn ag a ddisgrifiwyd yn flaenorol i archwilio effaith agregu ar weithgaredd gwrthfacterol ar y mathau a grybwyllwyd eisoes.Cynhyrchir gwahanol gyflyrau agregu nanoronynnau arian trwy ddeor y gronynnau â 150 mM NaCl am wahanol gyfnodau o amser (0, 1.5, 3, 6, 12, a 24 awr) cyn prosesu celloedd.Defnyddiwyd ataliad wedi'i ategu â 50 μL o gyfrwng RPMI 1640 fel rheolaeth twf, tra er mwyn rheoli gwenwyndra, defnyddiwyd ataliad gyda nanoronynnau heb eu hagregu.Perfformiwyd yr arbrawf deirgwaith yn driphlyg.Defnyddiwch GraphPad Prism 7 i werthuso'r canlyniad terfynol eto, gan ddefnyddio'r un dadansoddiad ystadegol â'r dadansoddiad MTT.
Mae lefel agregu'r gronynnau lleiaf (AgNP-I) wedi'i nodweddu, a chyhoeddwyd y canlyniadau'n rhannol yn ein gwaith blaenorol, ond er mwyn cymharu'n well, cafodd yr holl ronynnau eu sgrinio'n drylwyr.Mae'r data arbrofol yn cael eu casglu a'u trafod yn yr adrannau canlynol.Tri maint o AgNP.19
Roedd mesuriadau a gyflawnwyd gan TEM, UV-Vis a DLS yn gwirio synthesis llwyddiannus holl samplau AgNP (Ffigur 2A-D).Yn ôl rhes gyntaf Ffigur 2, mae'r gronyn lleiaf (AgNP-I) yn dangos morffoleg sfferig unffurf gyda diamedr cyfartalog o tua 10 nm.Mae'r dull twf trwy gyfrwng hadau hefyd yn darparu ystodau maint gwahanol i AgNP-II ac AgNP-III gyda diamedrau gronynnau cyfartalog o tua 20 nm a 50 nm, yn y drefn honno.Yn ôl gwyriad safonol y dosbarthiad gronynnau, nid yw maint y tri sampl yn gorgyffwrdd, sy'n bwysig ar gyfer eu dadansoddiad cymharol.Trwy gymharu cymhareb agwedd gyfartalog a chymhareb denau rhagamcaniadau gronynnau 2D sy'n seiliedig ar TEM, rhagdybir bod sfferigedd y gronynnau'n cael ei werthuso gan ategyn hidlo siâp ImageJ (Ffigur 2E).43 Yn ôl y dadansoddiad o siâp gronynnau, nid yw twf gronynnau yn effeithio ar eu cymhareb agwedd (ochr fawr / ochr fer y petryal ffiniol lleiaf), a'u cymhareb denau (arwynebedd mesuredig y cylch perffaith cyfatebol / ardal ddamcaniaethol). ) yn gostwng yn raddol.Mae hyn yn arwain at fwy a mwy o ronynnau polyhedrol, sy'n berffaith grwn mewn theori, sy'n cyfateb i gymhareb tenau o 1.
Ffigur 2 Delwedd microsgop electron trawsyrru (TEM) (A), patrwm diffreithiant electron (ED) (B), histogram dosbarthiad maint (C), sbectrwm amsugno golau uwchfioled nodweddiadol (UV-Vis) (D), a Citrate hylif cyfartalog -mae gan nanoronynnau arian terfynedig â diamedr mecanyddol (Z-cyfartaledd), potensial zeta, cymhareb agwedd a chymhareb drwch (E) dri ystod maint gwahanol: AgNP-I yw 10 nm (rhes uchaf), AgNP -II yw 20 nm (rhes ganol ), AgNP-III (rhes isaf) yw 50 nm.
Er bod natur gylchol y dull twf yn effeithio ar siâp y gronynnau i ryw raddau, gan arwain at sfferigrwydd llai AgNPs mwy, roedd y tri sampl yn parhau i fod yn lled-sfferig.Yn ogystal, fel y dangosir yn y patrwm diffreithiant electron yn Ffigur 2B, nano Nid yw crystallinity y gronynnau yn cael ei effeithio.Mae'r fodrwy diffreithiant amlwg - y gellir ei chydberthyn â mynegeion arian (111), (220), (200), a (311) Miller - yn gyson iawn â'r llenyddiaeth wyddonol a'n cyfraniadau blaenorol.9, 19,44 Mae darnio cylch Debye-Scherrer AgNP-II ac AgNP-III yn ganlyniad i'r ffaith bod y ddelwedd ED yn cael ei ddal ar yr un chwyddhad, felly wrth i faint y gronynnau gynyddu, mae nifer y gronynnau diffreithiedig fesul un. arwynebedd uned yn cynyddu ac yn lleihau.
Mae'n hysbys bod maint a siâp nanoronynnau yn effeithio ar weithgaredd biolegol.3,45 Gellir esbonio gweithgaredd catalytig a biolegol sy'n ddibynnol ar siâp gan y ffaith bod gwahanol siapiau yn tueddu i amlhau rhai wynebau grisial (gyda mynegeion Miller gwahanol), ac mae gan yr wynebau crisial hyn weithgareddau gwahanol.45,46 Gan fod y gronynnau parod yn darparu canlyniadau ED tebyg sy'n cyfateb i nodweddion crisial tebyg iawn, gellir tybio, yn ein harbrofion sefydlogrwydd colloidal a gweithgaredd biolegol dilynol, y dylid priodoli unrhyw wahaniaethau a welwyd i faint Nanoronynnau, nid eiddo sy'n gysylltiedig â siâp.
Mae'r canlyniadau UV-Vis a grynhoir yn Ffigur 2D yn pwysleisio ymhellach natur sfferig llethol yr AgNP wedi'i syntheseiddio, oherwydd bod copaon SPR y tri sampl tua 400 nm, sy'n werth nodweddiadol o nanoronynnau arian sfferig.29,30 Cadarnhaodd y sbectra a ddaliwyd hefyd dwf llwyddiannus nanosilver trwy gyfrwng hadau.Wrth i'r maint gronynnau gynyddu, mae'r donfedd sy'n cyfateb i'r amsugno golau uchaf o AgNP-II-yn fwy amlwg-Yn ôl y llenyddiaeth, Profodd AgNP-III redshift.6,29
O ran sefydlogrwydd colloidal cychwynnol y system AgNP, defnyddiwyd DLS i fesur diamedr hydrodynamig cyfartalog a photensial zeta y gronynnau ar pH 7.2.Mae'r canlyniadau a ddangosir yn Ffigur 2E yn dangos bod gan AgNP-III sefydlogrwydd coloidaidd uwch nag AgNP-I neu AgNP-II, oherwydd mae canllawiau cyffredin yn nodi bod potensial zeta o 30 mV absoliwt yn angenrheidiol ar gyfer sefydlogrwydd colloidal hirdymor Cefnogir y canfyddiad hwn ymhellach pan fydd mae gwerth cyfartalog Z (a geir fel diamedr hydrodynamig cyfartalog gronynnau rhydd ac agregedig) yn cael ei gymharu â maint y gronynnau cynradd a geir gan TEM, oherwydd po agosaf yw'r ddau werth, y ysgafnach yw'r radd Casglu yn y sampl.Mewn gwirionedd, mae cyfartaledd Z AgNP-I ac AgNP-II yn weddol uwch na'u prif faint gronynnau a werthuswyd gan TEM, felly o gymharu ag AgNP-III, rhagwelir y bydd y samplau hyn yn fwy tebygol o agregu, lle mae'r potensial zeta negyddol iawn yn cyd-fynd â maint agos Y gwerth cyfartalog Z.
Gall yr esboniad am y ffenomen hon fod yn ddeublyg.Ar y naill law, mae'r crynodiad citrad yn cael ei gynnal ar lefel debyg ym mhob cam synthesis, gan ddarparu swm cymharol uchel o grwpiau wyneb a godir i atal arwynebedd penodol y gronynnau cynyddol rhag lleihau.Fodd bynnag, yn ôl Levak et al., gall moleciwlau bach fel sitrad gael eu cyfnewid yn hawdd gan fiomoleciwlau ar wyneb y nanoronynnau.Yn yr achos hwn, bydd y sefydlogrwydd colloidal yn cael ei bennu gan gorona'r biomoleciwlau a gynhyrchir.31 Oherwydd y gwelwyd yr ymddygiad hwn hefyd yn ein mesuriadau agregu (a drafodir yn fanylach yn ddiweddarach), ni all capio sitrad yn unig esbonio'r ffenomen hon.
Ar y llaw arall, mae maint y gronynnau mewn cyfrannedd gwrthdro â'r duedd agregu ar lefel nanomedr.Cefnogir hyn yn bennaf gan y dull traddodiadol Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO), lle disgrifir atyniad gronynnau fel swm y grymoedd deniadol a gwrthyrrol rhwng gronynnau.Yn ôl He et al., mae gwerth uchaf cromlin ynni DLVO yn lleihau gyda maint y nanoronynnau yn y nanoronynnau hematite, gan ei gwneud hi'n haws cyrraedd yr isafswm egni sylfaenol, a thrwy hynny hyrwyddo agregu anwrthdroadwy (cyddwysiad).47 Fodd bynnag, dyfalir bod agweddau eraill y tu hwnt i gyfyngiadau theori DLVO.Er bod disgyrchiant van der Waals a gwrthyriad haen ddwbl electrostatig yn debyg gyda maint gronynnau cynyddol, mae adolygiad gan Hotze et al.yn cynnig ei fod yn cael effaith gryfach ar agregu nag y mae DLVO yn ei ganiatáu.14 Maent yn credu na ellir bellach amcangyfrif crymedd arwyneb nanoronynnau fel arwyneb gwastad, gan wneud amcangyfrif mathemategol yn amherthnasol.Yn ogystal, wrth i faint y gronynnau leihau, mae canran yr atomau sy'n bresennol ar yr wyneb yn dod yn uwch, gan arwain at strwythur electronig ac ymddygiad tâl arwyneb.A newidiadau adweithedd arwyneb, a allai arwain at ostyngiad yn y tâl yn yr haen ddwbl trydan a hyrwyddo agregu.
Wrth gymharu canlyniadau DLS AgNP-I, AgNP-II, ac AgNP-III yn Ffigur 3, gwelsom fod y tri sampl yn dangos agregiad anogaeth pH tebyg.Mae amgylchedd asidig iawn (pH 3) yn symud potensial zeta'r sampl i 0 mV, gan achosi gronynnau i ffurfio agregau maint micron, tra bod pH alcalïaidd yn symud ei botensial zeta i werth negyddol mwy, lle mae'r gronynnau'n ffurfio agregau llai (pH 5 ).A 7.2) ), neu aros yn hollol ddigyfun (pH 9).Gwelwyd hefyd rhai gwahaniaethau pwysig rhwng y gwahanol samplau.Trwy gydol yr arbrawf, profodd AgNP-I i fod y mwyaf sensitif i newidiadau posibl zeta a achosir gan pH, oherwydd bod potensial zeta'r gronynnau hyn wedi'i leihau ar pH 7.2 o'i gymharu â pH 9, tra bod AgNP-II ac AgNP-III yn dangos A yn unig. mae newid sylweddol mewn ζ o gwmpas pH 3. Yn ogystal, dangosodd AgNP-II newidiadau arafach a photensial zeta cymedrol, tra bod AgNP-III yn dangos yr ymddygiad ysgafnaf o'r tri, oherwydd bod y system yn dangos y gwerth zeta absoliwt uchaf a symudiad tueddiad araf, gan nodi AgNP-III Ymwrthol fwyaf i agregu a achosir gan pH.Mae'r canlyniadau hyn yn gyson â chanlyniadau mesur diamedr hydrodynamig cyfartalog.O ystyried maint gronynnau eu paent preimio, dangosodd AgNP-I agregu graddol cyson ar bob gwerth pH, ​​yn fwyaf tebygol oherwydd y cefndir NaCl 10 mM, tra bod AgNP-II ac AgNP-III yn unig yn dangos arwyddocaol ar pH 3 O gasglu.Y gwahaniaeth mwyaf diddorol yw, er gwaethaf ei faint nanoronynnau mawr, mae AgNP-III yn ffurfio'r agregau lleiaf ar pH 3 mewn 24 awr, gan amlygu ei briodweddau gwrth-agregu.Trwy rannu cyfartaledd Z o AgNPs ar pH 3 ar ôl 24 awr â gwerth y sampl a baratowyd, gellir gweld bod meintiau cyfanredol cymharol AgNP-I ac AgNP-II wedi cynyddu 50 gwaith, 42 gwaith, a 22 gwaith , yn y drefn honno.III.
Ffigur 3 Mae canlyniadau gwasgariad golau deinamig y sampl nanoronynnau arian citrate-terminated gyda maint cynyddol (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II a 50 nm: AgNP-III) yn cael eu mynegi fel y diamedr hydrodynamig cyfartalog (cyfartaledd Z). ) (dde) O dan amodau pH gwahanol, mae'r potensial zeta (chwith) yn newid o fewn 24 awr.
Roedd y cydgrynhoad a welwyd sy'n ddibynnol ar pH hefyd yn effeithio ar gyseiniant plasmon arwyneb nodweddiadol (SPR) y samplau AgNP, fel y dangosir gan eu sbectra UV-Vis.Yn ôl Ffigur Atodol S1, mae agregiad y tri ataliad nanoronynnau arian yn cael ei ddilyn gan ostyngiad yn nwysedd eu brigau SPR a shifft coch cymedrol.Mae graddau'r newidiadau hyn fel swyddogaeth pH yn gyson â'r radd o agregu a ragfynegwyd gan ganlyniadau DLS, fodd bynnag, gwelwyd rhai tueddiadau diddorol.Yn groes i greddf, mae'n ymddangos mai'r AgNP-II canolig yw'r mwyaf sensitif i newidiadau SPR, tra bod y ddau sampl arall yn llai sensitif.Mewn ymchwil SPR, 50 nm yw'r terfyn maint gronynnau damcaniaethol, a ddefnyddir i wahaniaethu rhwng gronynnau yn seiliedig ar eu priodweddau deuelectrig.Gellir disgrifio gronynnau llai na 50 nm (AgNP-I ac AgNP-II) fel deupolau dielectrig syml, tra bod gan ronynnau sy'n cyrraedd neu'n uwch na'r terfyn hwn (AgNP-III) briodweddau deuelectrig mwy cymhleth, ac mae eu cyseiniant Mae'r band yn rhannu'n newidiadau amlfodd .Yn achos dau sampl gronynnau llai, gellir ystyried AgNPs fel deupolau syml, a gall y plasma orgyffwrdd yn hawdd.Wrth i faint y gronynnau gynyddu, mae'r cyplydd hwn yn ei hanfod yn cynhyrchu plasma mwy, a allai esbonio'r sensitifrwydd uwch a welwyd.29 Fodd bynnag, ar gyfer y gronynnau mwyaf, nid yw'r amcangyfrif deupol syml yn ddilys pan all cyflyrau cyplu eraill ddigwydd hefyd, a all esbonio tueddiad gostyngol AgNP-III i ddangos newidiadau sbectrol.29
O dan ein hamodau arbrofol, profir bod y gwerth pH yn cael effaith ddwys ar sefydlogrwydd colloidal nanoronynnau arian wedi'u gorchuddio â sitrad o wahanol feintiau.Yn y systemau hyn, darperir sefydlogrwydd gan y grwpiau -COO- â gwefr negyddol ar wyneb AgNPs.Mae grŵp swyddogaethol carboxylate yr ïon citrad wedi'i brotoneiddio mewn nifer fawr o ïonau H +, felly ni all y grŵp carboxyl a gynhyrchir bellach ddarparu gwrthyriad electrostatig rhwng y gronynnau, fel y dangosir yn rhes uchaf Ffigur 4. Yn ôl egwyddor Le Chatelier, AgNP mae samplau'n agregu'n gyflym ar pH 3, ond yn raddol maent yn dod yn fwy a mwy sefydlog wrth i'r pH gynyddu.
Ffigur 4 Mecanwaith sgematig o ryngweithio arwyneb wedi'i ddiffinio gan agregu o dan wahanol pH (rhes uchaf), crynodiad NaCl (rhes ganol), a biomoleciwlau (rhes isaf).
Yn ôl Ffigur 5, archwiliwyd sefydlogrwydd colloidal mewn ataliadau AgNP o wahanol feintiau hefyd o dan grynodiadau halen cynyddol.Yn seiliedig ar y potensial zeta, mae'r cynnydd mewn maint nanoronynnau yn y systemau AgNP terfyniad sitrad hyn eto'n darparu gwell ymwrthedd i ddylanwadau allanol gan NaCl.Yn AgNP-I, mae 10 mM NaCl yn ddigon i gymell agregu ysgafn, ac mae crynodiad halen o 50 mM yn darparu canlyniadau tebyg iawn.Yn AgNP-II ac AgNP-III, nid yw 10 mM NaCl yn effeithio'n sylweddol ar y potensial zeta oherwydd bod eu gwerthoedd yn parhau ar (AgNP-II) neu'n is (AgNP-III) -30 mV.Mae cynyddu'r crynodiad NaCl i 50 mM ac yn olaf i 150 mM NaCl yn ddigon i leihau gwerth absoliwt y potensial zeta yn sylweddol ym mhob sampl, er bod gronynnau mwy yn cadw mwy o wefr negyddol.Mae'r canlyniadau hyn yn gyson â diamedr hydrodynamig cyfartalog disgwyliedig AgNPs;mae'r llinellau tueddiad cyfartalog Z a fesurwyd ar 10, 50, a 150 mM NaCl yn dangos gwerthoedd gwahanol sy'n cynyddu'n raddol.Yn olaf, canfuwyd agregau maint micron ym mhob un o'r tri arbrawf 150 mM.
Ffigur 5 Mae canlyniadau gwasgariad golau deinamig y sampl nanoronynnau arian citrad-derfynedig gyda maint cynyddol (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II a 50 nm: AgNP-III) yn cael eu mynegi fel y diamedr hydrodynamig cyfartalog (cyfartaledd Z). ) (dde) a photensial zeta (chwith) yn newid o fewn 24 awr o dan grynodiadau NaCl gwahanol.
Mae canlyniadau UV-Vis yn Ffigur Atodol S2 yn dangos bod y SPR o 50 a 150 mM NaCl ym mhob un o'r tri sampl yn dangos gostyngiad sydyn a sylweddol.Gellir esbonio hyn gan DLS, oherwydd bod agregu seiliedig ar NaCl yn digwydd yn gyflymach nag arbrofion sy'n dibynnu ar pH, a esbonnir gan y gwahaniaeth mawr rhwng y mesuriadau cynnar (0, 1.5, a 3 awr).Yn ogystal, bydd cynyddu'r crynodiad halen hefyd yn cynyddu caniatad cymharol y cyfrwng arbrofol, a fydd yn cael effaith ddwys ar gyseiniant plasmon arwyneb.29
Crynhoir effaith NaCl yn rhes ganol Ffigur 4. Yn gyffredinol, gellir dod i'r casgliad bod cynyddu'r crynodiad o sodiwm clorid yn cael effaith debyg â chynyddu'r asidedd, oherwydd bod ïonau Na+ yn dueddol o gydlynu o amgylch y grwpiau carboxylate, atal AgNPs potensial zeta negyddol.Yn ogystal, cynhyrchodd NaCl 150 mM agregau maint micron ym mhob un o'r tri sampl, sy'n dangos bod y crynodiad electrolyte ffisiolegol yn niweidiol i sefydlogrwydd colloidal AgNPs a derfynir â sitrad.Drwy ystyried y crynodiad cyddwyso critigol (CCC) o NaCl ar systemau AgNP tebyg, gellir gosod y canlyniadau hyn yn glyfar yn y llenyddiaeth berthnasol.Roedd Huynh et al.cyfrifo bod CSC NaCl ar gyfer nanoronynnau arian citrad-derfynedig gyda diamedr cyfartalog o 71 nm yn 47.6 mM, tra bod El Badawy et al.arsylwyd bod y CSC o 10 nm AgNPs gyda gorchudd sitrad yn 70 mM.10,16 Yn ogystal, mesurwyd y CSC sylweddol uchel o tua 300 mM gan He et al., a achosodd eu dull synthesis yn wahanol i'r cyhoeddiad a grybwyllwyd yn flaenorol.48 Er nad yw'r cyfraniad presennol wedi'i anelu at ddadansoddiad cynhwysfawr o'r gwerthoedd hyn, oherwydd bod ein hamodau arbrofol yn cynyddu yng nghymhlethdod yr astudiaeth gyfan, mae'n ymddangos bod y crynodiad NaCl sy'n berthnasol yn fiolegol o 50 mM, yn enwedig 150 mM NaCl, yn eithaf uchel.Ceulad ysgogedig, yn egluro'r newidiadau cryf a ganfuwyd.
Y cam nesaf yn yr arbrawf polymerization yw defnyddio moleciwlau syml ond sy'n berthnasol yn fiolegol i efelychu rhyngweithiadau nanoronynnau-biomoleciwl.Yn seiliedig ar ganlyniadau DLS (Ffigurau 6 a 7) a UV-Vis (Ffigurau Atodol S3 ac S4), gellir honni rhai casgliadau cyffredinol.O dan ein hamodau arbrofol, ni fydd y moleciwlau a astudiwyd, glwcos a glutamine yn ysgogi agregu mewn unrhyw system AgNP, oherwydd bod cysylltiad agos rhwng y duedd cymedrig Z a'r gwerth mesur cyfeirio cyfatebol.Er nad yw eu presenoldeb yn effeithio ar agregu, mae canlyniadau arbrofol yn dangos bod y moleciwlau hyn yn cael eu hadsugno'n rhannol ar wyneb AgNPs.Y canlyniad amlycaf sy'n cefnogi'r farn hon yw'r newid a welwyd mewn amsugno golau.Er nad yw AgNP-I yn arddangos newidiadau tonfedd neu ddwysedd ystyrlon, gellir ei arsylwi'n gliriach trwy fesur gronynnau mwy, sy'n fwyaf tebygol oherwydd y sensitifrwydd optegol mwy a grybwyllwyd yn gynharach.Waeth beth fo'r crynodiad, gall glwcos achosi shifft coch mwy ar ôl 1.5 awr o'i gymharu â'r mesuriad rheoli, sef tua 40 nm yn AgNP-II a thua 10 nm yn AgNP-III, sy'n profi digwyddiad rhyngweithiadau arwyneb.Dangosodd glutamine duedd debyg, ond nid oedd y newid mor amlwg.Yn ogystal, mae'n werth nodi hefyd y gall glutamine leihau potensial zeta absoliwt gronynnau canolig a mawr.Fodd bynnag, gan nad yw'n ymddangos bod y newidiadau zeta hyn yn effeithio ar y lefel agregu, gellir dyfalu y gall hyd yn oed biomoleciwlau bach fel glutamine ddarparu rhywfaint o wrthyriad gofodol rhwng gronynnau.
Ffigur 6 Mae canlyniadau gwasgariad golau deinamig samplau nanoronynnau arian citrad-derfynedig gyda maint cynyddol (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II a 50 nm: AgNP-III) yn cael eu mynegi fel y diamedr hydrodynamig cyfartalog (cyfartaledd Z). (dde) O dan amodau allanol o wahanol grynodiadau glwcos, mae'r potensial zeta (chwith) yn newid o fewn 24 awr.
Ffigur 7 Mae canlyniadau gwasgariad golau deinamig y sampl nanoronynnau arian citrate-terminated gyda maint cynyddol (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II a 50 nm: AgNP-III) yn cael eu mynegi fel y diamedr hydrodynamig cyfartalog (cyfartaledd Z). ) (dde) Ym mhresenoldeb glutamine, mae'r potensial zeta (chwith) yn newid o fewn 24 awr.
Yn fyr, nid yw biomoleciwlau bach fel glwcos a glutamine yn effeithio ar sefydlogrwydd colloidal yn y crynodiad a fesurwyd: er eu bod yn effeithio ar y potensial zeta a chanlyniadau UV-Vis i raddau amrywiol, nid yw canlyniadau cyfartalog Z yn gyson.Mae hyn yn dangos bod arsugniad arwyneb moleciwlau yn atal gwrthyriad electrostatig, ond ar yr un pryd yn darparu sefydlogrwydd dimensiwn.
Er mwyn cysylltu'r canlyniadau blaenorol â'r canlyniadau blaenorol ac efelychu amodau biolegol yn fwy medrus, fe wnaethom ddewis rhai o'r cydrannau diwylliant celloedd a ddefnyddir amlaf a'u defnyddio fel amodau arbrofol ar gyfer astudio sefydlogrwydd coloidau AgNP.Yn yr arbrawf in vitro cyfan, un o swyddogaethau pwysicaf DMEM fel cyfrwng yw sefydlu'r amodau osmotig angenrheidiol, ond o safbwynt cemegol, mae'n ddatrysiad halen cymhleth gyda chyfanswm cryfder ïonig tebyg i 150 mM NaCl .40 Fel ar gyfer FBS, mae'n gymysgedd cymhleth o biomoleciwlau-proteinau yn bennaf-o safbwynt arsugniad wyneb, mae ganddo rai tebygrwydd â chanlyniadau arbrofol glwcos a glutamine, er gwaethaf y cyfansoddiad cemegol ac amrywiaeth rhyw yn llawer mwy cymhleth.19 DLS ac UV-Gellir esbonio'r canlyniadau gweladwy a ddangosir yn Ffigur 8 a Ffigur Atodol S5, yn y drefn honno, trwy archwilio cyfansoddiad cemegol y deunyddiau hyn a'u cydberthyn â'r mesuriadau yn yr adran flaenorol.
Ffigur 8 Mae canlyniadau gwasgariad golau deinamig y sampl nanoronynnau arian citrad-derfynedig gyda maint cynyddol (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II a 50 nm: AgNP-III) yn cael eu mynegi fel y diamedr hydrodynamig cyfartalog (cyfartaledd Z). ) (dde) Ym mhresenoldeb cydrannau meithrin celloedd DMEM a FBS, mae potensial zeta (chwith) yn newid o fewn 24 awr.
Mae gwanhau AgNPs o wahanol feintiau yn DMEM yn cael effaith debyg ar sefydlogrwydd colloidal i'r hyn a welwyd ym mhresenoldeb crynodiadau NaCl uchel.Dangosodd gwasgariad AgNP mewn 50 v/v% DMEM fod agregiad ar raddfa fawr wedi'i ganfod gyda'r cynnydd mewn potensial zeta a gwerth cyfartalog Z a'r gostyngiad sydyn mewn dwyster SPR.Mae'n werth nodi bod y maint cyfanred uchaf a achosir gan DMEM ar ôl 24 awr mewn cyfrannedd gwrthdro â maint nanoronynnau preimio.
Mae'r rhyngweithio rhwng FBS ac AgNP yn debyg i'r hyn a welwyd ym mhresenoldeb moleciwlau llai fel glwcos a glutamine, ond mae'r effaith yn gryfach.Mae cyfartaledd Z y gronynnau yn parhau heb ei effeithio, tra bod cynnydd mewn potensial zeta yn cael ei ganfod.Roedd y brig SPR yn dangos ychydig o newid coch, ond efallai yn fwy diddorol, ni wnaeth dwyster SPR ostwng mor sylweddol ag yn y mesuriad rheoli.Gellir esbonio'r canlyniadau hyn trwy arsugniad cynhenid ​​​​macromolecwlau ar wyneb nanoronynnau (rhes isaf yn Ffigur 4), a ddeellir bellach fel ffurfio corona biomoleciwlaidd yn y corff.49