Nanopartikel perak (AgNPs) dianggep minangka alat sing bisa migunani kanggo ngontrol macem-macem patogen.Nanging, ana keprihatinan babagan pelepasan AgNP menyang media lingkungan, amarga bisa nyebabake efek ekologis lan kesehatan manungsa.Ing panliten iki, kita ngembangake lan ngevaluasi koloid hibrida magnetik ukuran mikrometer (MHC) sing dihias karo macem-macem ukuran AgNPs (AgNP-MHCs).Sawise ditrapake kanggo disinfeksi, partikel kasebut bisa gampang dipulihake saka media lingkungan kanthi nggunakake sifat magnetik lan tetep efektif kanggo mateni patogen virus.Kita ngevaluasi khasiat AgNP-MHCs kanggo mateni bakteriofag ϕX174, murine norovirus (MNV), lan adenovirus serotype 2 (AdV2).Virus target iki kapapar AgNP-MHCs kanggo 1, 3, lan 6 jam ing 25 ° C lan banjur dianalisis kanthi assay plak lan TaqMan PCR wektu nyata.AgNP-MHCs kapapar macem-macem tingkat pH lan tunyuk lan banyu permukaan kanggo netepake efek antivirus ing kahanan lingkungan sing beda-beda.Ing antarane telung jinis AgNP-MHC sing diuji, Ag30-MHC nuduhake khasiat paling dhuwur kanggo mateni virus.ϕX174 lan MNV dikurangi luwih saka 2 log10 sawise paparan 4.6 × 109 Ag30-MHCs / ml sajrone 1 jam.Asil kasebut nuduhake yen AgNP-MHCs bisa digunakake kanggo mateni patogen virus kanthi kemungkinan potensial ngeculake menyang lingkungan.

Kanthi kemajuan anyar ing nanoteknologi, nanopartikel wis entuk perhatian sing luwih akeh ing saindenging jagad ing bidang bioteknologi, obat-obatan, lan kesehatan masarakat (1,2).Amarga rasio permukaan-kanggo-volume sing dhuwur, bahan ukuran nano, biasane antara 10 nganti 500 nm, nduweni sifat fisikokimia sing unik dibandhingake karo bahan sing luwih gedhe (1).Wangun lan ukuran nanomaterials bisa dikontrol, lan gugus fungsi tartamtu bisa dikonjugasi ing permukaane kanggo ngaktifake interaksi karo protein tartamtu utawa penyerapan intraselular (3,–5).

Nanopartikel perak (AgNPs) wis akeh diteliti minangka agen antimikroba (6).Salaka digunakake kanggo nggawe cutlery sing apik, kanggo hiasan, lan agen terapeutik.Senyawa perak kayata sulfadiazine perak lan uyah tartamtu wis digunakake minangka produk perawatan tatu lan minangka perawatan kanggo penyakit infèksius amarga sifat antimikroba.6,7).Panaliten anyar nuduhake yen AgNPs efektif banget kanggo mateni macem-macem jinis bakteri lan virus (8,–11).AgNPs lan ion Ag+ sing dibebasake saka AgNPs berinteraksi langsung karo biomolekul sing ngemot fosfor utawa sulfur, kalebu DNA, RNA, lan protein (12,–14).Padha uga wis ditampilake kanggo ngasilake spesies oksigen reaktif (ROS), nyebabake karusakan membran ing mikroorganisme (15).Ukuran, wangun, lan konsentrasi AgNPs uga minangka faktor penting sing mengaruhi kemampuan antimikroba.8,10,13,16,17).

Panaliten sadurunge uga wis nyorot sawetara masalah nalika AgNP digunakake kanggo ngontrol patogen ing lingkungan banyu.Kaping pisanan, studi sing ana babagan efektifitas AgNP kanggo mateni patogen virus ing banyu diwatesi.Kajaba iku, AgNPs monodispersed biasane tundhuk agregasi partikel-partikel amarga ukurane cilik lan area lumahing gedhe, lan agregat iki nyuda efektifitas AgNPs marang patogen mikroba.7).Pungkasan, AgNPs wis ditampilake duwe macem-macem efek sitotoksik (5,18,–20), lan pelepasan AgNP menyang lingkungan banyu bisa nyebabake masalah kesehatan lan ekologis manungsa.

Bubar, kita ngembangake koloid hibrida magnetik (MHC) ukuran mikrometer novel sing dihiasi karo AgNPs saka macem-macem ukuran (21,22).Inti MHC bisa digunakake kanggo mbalekake komposit AgNP saka lingkungan.Kita ngevaluasi khasiat antivirus saka nanopartikel perak iki ing MHCs (AgNP-MHCs) nggunakake bacteriophage ϕX174, murine norovirus (MNV), lan adenovirus ing kahanan lingkungan sing beda.

Efek antivirus AgNP-MHCs ing macem-macem konsentrasi marang bakteriofag ϕX174 (a), MNV (b), lan AdV2 (c).Virus target diobati kanthi konsentrasi AgNP-MHC sing beda-beda, lan kanthi OH-MHCs (4.6 × 109 partikel / ml) minangka kontrol, ing inkubator goyang (150 rpm, 1 jam, 25 ° C).Cara uji plak digunakake kanggo ngukur virus sing isih urip.Nilai iku tegese ± standar deviasi (SD) saka telung eksperimen independen.Tanda bintang nuduhake nilai sing beda banget (P<0,05 kanthi ANOVA siji-arah kanthi tes Dunnett).

Panaliten iki nuduhake yen AgNP-MHC efektif kanggo mateni bakteriofag lan MNV, pengganti norovirus manungsa, ing banyu.Kajaba iku, AgNP-MHCs bisa gampang dibalekake kanthi magnet, kanthi efektif nyegah pelepasan AgNP sing duweni potensi beracun menyang lingkungan.Sapérangan panaliten sadurungé nuduhaké yèn konsentrasi lan ukuran partikel AgNPs minangka faktor kritis kanggo mateni mikroorganisme sing ditargetake (8,16,17).Efek antimikroba saka AgNPs uga gumantung saka jinis mikroorganisme.Khasiat AgNP-MHCs kanggo mateni ϕX174 ngetutake hubungan dosis-respon.Antarane AgNP-MHC sing diuji, Ag30-MHC nduweni khasiat sing luwih dhuwur kanggo ngaktifake ϕX174 lan MNV.Kanggo MNV, mung Ag30-MHC sing nuduhake aktivitas antivirus, karo AgNP-MHC liyane ora ngasilake inaktivasi MNV sing signifikan.Ora ana AgNP-MHC sing nduweni aktivitas antivirus sing signifikan marang AdV2.

Saliyane ukuran partikel, konsentrasi perak ing AgNP-MHCs uga penting.Konsentrasi perak katon kanggo nemtokake khasiat efek antivirus AgNP-MHCs.Konsentrasi perak ing solusi Ag07-MHCs lan Ag30-MHCs ing 4.6 × 109 partikel / ml masing-masing yaiku 28.75 ppm lan 200 ppm, lan hubungane karo tingkat aktivitas antivirus.Tabel 2ngringkes konsentrasi perak lan area lumahing AgNP-MHC sing diuji.Ag07-MHCs nampilake aktivitas antivirus sing paling murah lan nduweni konsentrasi perak lan area permukaan sing paling murah, nuduhake yen sifat kasebut ana hubungane karo aktivitas antivirus AgNP-MHCs.

Panaliten sadurunge nuduhake yen mekanisme antimikroba utama AgNP-MHCs yaiku abstraksi kimia ion Mg2+ utawa Ca2+ saka membran mikroba, nggawe kompleks karo gugus tiol sing ana ing membran, lan generasi spesies oksigen reaktif (ROS) (21).Amarga AgNP-MHCs nduweni ukuran partikel sing relatif gedhe (∼500 nm), ora mungkin bisa nembus kapsid virus.Nanging, AgNP-MHCs katon berinteraksi karo protein permukaan virus.AgNP ing komposit cenderung ngiket biomolekul sing ngemot klompok tiol sing ditempelake ing protein jas virus.Mulane, sifat biokimia saka protein kapsid virus penting kanggo nemtokake kerentanan marang AgNP-MHCs.Gambar 1nuduhake macem-macem kerentanan virus kanggo efek AgNP-MHCs.Bakteriofag ϕX174 lan MNV rentan marang AgNP-MHCs, nanging AdV2 tahan.Tingkat resistensi dhuwur AdV2 bisa uga ana gandhengane karo ukuran lan strukture.Adenovirus ukurane saka 70 nganti 100 nm (30), nggawe luwih gedhe tinimbang ϕX174 (27 nganti 33 nm) lan MNV (28 nganti 35 nm) (31,32).Saliyane ukuran gedhe, adenovirus duwe DNA untai ganda, ora kaya virus liyane, lan tahan kanggo macem-macem tekanan lingkungan kayata panas lan radiasi UV (33,34).Panaliten sadurunge nglaporake manawa meh pengurangan 3-log10 MS2 kedadeyan karo Ag30-MHC sajrone 6 jam (21).MS2 lan ϕX174 nduweni ukuran sing padha karo macem-macem jinis asam nukleat (RNA utawa DNA) nanging nduweni tingkat inaktivasi sing padha dening Ag30-MHCs.Mulane, sifat asam nukleat ora katon minangka faktor utama kanggo resistensi AgNP-MHCs.Nanging, ukuran lan wujud partikel virus katon luwih penting, amarga adenovirus minangka virus sing luwih gedhe.Ag30-MHCs entuk meh 2-log10 pengurangan M13 sajrone 6 jam (data sing ora diterbitake).M13 minangka virus DNA untai tunggal (35dawane ∼880 nm lan diameteripun 6,6 nm (36).Laju inaktivasi bakteriofag M13 filamen yaiku penengah antarane virus cilik, struktur bunder (MNV, ϕX174, lan MS2) lan virus gedhe (AdV2).

Ing panliten iki, kinetika inaktivasi MNV beda banget ing tes plak lan tes RT-PCR (Gambar 2blanlan c).c).Tes molekuler kayata RT-PCR dikenal kanthi signifikan ngremehake tingkat inaktivasi virus (25,28), kaya sing ditemokake ing panliten kita.Amarga AgNP-MHC berinteraksi utamane karo permukaan virus, luwih cenderung ngrusak protein jas virus tinimbang asam nukleat virus.Mulane, tes RT-PCR kanggo ngukur asam nukleat virus bisa uga ngremehake inaktivasi virus.Efek saka ion Ag + lan generasi spesies oksigen reaktif (ROS) kudu tanggung jawab kanggo inaktivasi virus sing diuji.Nanging, akeh aspek mekanisme antivirus AgNP-MHC sing isih durung jelas, lan riset luwih lanjut nggunakake pendekatan bioteknologi dibutuhake kanggo njlentrehake mekanisme resistensi dhuwur AdV2.

Pungkasan, kita ngevaluasi ketangguhan aktivitas antivirus Ag30-MHCs kanthi mbabarake menyang macem-macem nilai pH lan tunyuk lan conto banyu permukaan sadurunge ngukur aktivitas antivirus (Gambar 3lanlan 4).4).Paparan karo kondisi pH sing kurang banget nyebabake mundhut fisik lan/utawa fungsi AgNPs saka MHC (data sing ora diterbitake).Ing ngarsane partikel nonspesifik, Ag30-MHCs terus-terusan nampilake aktivitas antivirus, sanajan ana penurunan aktivitas antivirus marang MS2.Aktivitas antivirus paling sithik ing banyu permukaan sing ora disaring, amarga interaksi antara Ag30-MHC lan partikel nonspesifik ing banyu permukaan sing keruh banget bisa nyebabake nyuda aktivitas antivirus.Tabel 3).Mulane, evaluasi lapangan AgNP-MHCs ing macem-macem jinis banyu (contone, kanthi konsentrasi uyah sing beda utawa asam humat) kudu ditindakake ing mangsa ngarep.

Kesimpulane, komposit Ag anyar, AgNP-MHCs, nduweni kemampuan antivirus sing apik banget marang sawetara virus, kalebu ϕX174 lan MNV.AgNP-MHCs njaga khasiat sing kuat ing kahanan lingkungan sing beda-beda, lan partikel kasebut bisa gampang dipulihake kanthi nggunakake magnet, saéngga nyuda efek mbebayani sing potensial kanggo kesehatan manungsa lan lingkungan.Panaliten iki nuduhake manawa komposit AgNP bisa dadi antivirus sing efektif ing macem-macem setelan lingkungan, tanpa risiko ekologis sing signifikan.