Javascript is currently disabled in your browser.Cum Javascript debilitata est, nonnulla munera huius website opera non faciet.
Subcriptio tua singularia singularia et specifica medicamenta usurarum, ac informationes quae tibi suppedites cum articulis in late datorum nostrorum inserere dabimus, et tibi pdf exemplum via email opportune modo mittemus.
An nanoparticulae minores semper meliores sunt?Intellige effectus biologicos magnitudinis-dependens aggregatio argenteorum nanoparticulorum sub conditionibus biologice pertinentibus
Auctores: 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 Chemiae Environmentalis, Hungaria, Hungaria Facultatis Scientiae et Informaticae. Universitas Cracoviensis;2 Department of Biochemistry and Molecular Biology, Faculty of Science and Information, University of Szeged, Hungary;3 Department of Microbiology, Faculty of Science and Information, University of Szeged, Hungary;4MTA-SZTE Reactio Kinetics et Surface Chemiae Research Group, Szeged, Hungaria* Hi auctores aeque huic operi contulerunt.Communicatio: Zoltán Kónya Department of Acta et Environmentatio Chemiae, Facultas Scientiarum et Informaticarum, Universitas Cracoviensis, Rerrich Square I, Szeged, H-6720, Hungaria Phone +36 62 544620 Email una e vulgatis nanomaterialibus studuit, praesertim ob applicationes biomedicas.Attamen, propter nanoparticulorum aggregationem, eorum excellentia cytotoxicitas et actio antibacteria saepe in mediis biologicis decipiuntur.In hoc opere, aggregatio morum et actionum biologicarum affinium trium variarum exemplarium citrato-terminatorum argenteorum nanoparticularum cum diametro mediocris 10, 20, et 50 um quaesita est.Methodus: Microscopium transmissionis electronico utere ut nanoparticulas componas et describas, eorumque aggregationem mores in variis pH valoribus aestimas, NaCl, glucose et glutamine concentraciones per lucem dynamicam spargens et spectroscopium ultravioletum-visibile.Praeterea in cella culturae mediarum partium sicut Dulbecco mores aggregationis in Aquila Medium et Fetal Serum meliores sunt.Eventus: Eventus ostendunt contentum acidicum pH et physiologicum electrolytici generaliter aggregationem micron-scalarum inducere, quae mediari potest per formationem coronae biomoleculares.Notatu dignum est, majores particulas influentiis externis altiorem resistentiam exhibere, quam eorum minora versos.In vitro cytotoxicitas et experimenta antibacteria fiebant tractando cellulas cum aggregationibus nanoparticulis in diversis gradibus aggregationis.Conclusio: Eventus nostri profundam correlationem inter stabilitatem colloidalem et toxicitatem AgNPs revelant, sicut summa aggregatio ducit ad plenam iacturam actionis biologicae.Superior gradus anti-congregationis pro amplioribus particularibus observatus in vitro toxicitatem habet significantem impulsum, quia talia exemplaria plus actionis cellae antimicrobiae et mammaliae retinent.Inventiones hae ad conclusionem ducunt quod, etsi generalem opinionem in litteris pertinentibus, nisi minimi possibilis nanoparticularum actionis optimum esse non possunt.Keywords: incrementum semen mediatum, stabilitas colloidalis, amplitudo morum aggregatio dependens, aggregatio damni toxicity.
Cum postulatio nanomaterialium et formarum incrementa pergunt, magis ac magis attenditur eorum actio biosafetatis vel biologicae.Argenti nanoparticulae (AgNPs) unum e vulgatis synthesis, exploratis et utilibus repraesentativis huius generis materiae ob excellentes proprietates catalyticas, opticas et biologicas.1 Vulgo creditur singulares notas nanomaterialium (including AgNPs) principaliter attribui suis amplis superficiei specificae.Ideo problema necessario est quivis processus qui hanc plumam clavem afficit, ut particulae magnitudinem, superficies membranas vel aggregationem, an proprietates nanoparticulorum quae criticae applicationibus specificis sunt, graviter laedat.
Effectus magnitudinum et stabilimentorum subditi sunt qui relative in litteris documenti sunt.Exempli gratia, communi sententia recepta est quod minores nanoparticulae magis noxiae sunt quam nanoparticulae maiores.2 Cum litteris generalibus consentaneum, antea studia nostra activitatem nanosilver in cellulis mammalibus et microorganismis magnitudinem dependens demonstraverunt.3– 5 Superficies efficiens aliud est attributum quod in proprietatibus nanomaterialium latum habet vim.Modo stabilimenta addendo vel modificando in sua superficie, eaedem nanomateriales proprietates physicas, chemicas et biologicas omnino diversas habere possunt.Applicatio agentium cappingarum frequentius fit ut pars synthesis nanoparticulae.Exempli gratia, nanoparticulae argenteae citrato-terminatae sunt unum ex maxime pertinentes AgNPs in investigatione, quae componuntur per reductionem salium argenti in solutione stabilibiliris delecti sicut medium reactionis.6 Citrate uti facile potest parvo pretio, promptibilitate, biocompatibilitate, et valida affinitate pro argento, quae in variis propositis interactionibus reflecti potest, a superficie convertitur adsorptionis ad interationes ionicae.Moleculae parvae et iones polyatomicae prope 7,8, sicut citrates, polymeri, polyelectolytae, et agentia biologica communiter adhibentur ad nano-argentum stabiliendum et in eo singulares functiones praestant.9-12
Etsi possibilitas mutandi activitatem nanoparticulorum per superficiem voluntariam capping valde interesting area est, principale munus huius superficiei vestitionis neglegenda est, stabilitatem colloidalem pro systemate nanoparticulo praebens.Magna specifica area superficiei nanomaterialium magnam industriam superficiei facient, quae impedit facultatem systematis thermodynamicam ad suam industriam minimam attingendam.13 Sine propria stabilizatione, hoc ad nanomaterialium agglomerationem ducere potest.Congregatio est formatio aggregationum particularum variarum figurarum et magnitudinum quae fit in dispersis particularibus occurrentibus et occurrentibus interationes thermodynamicas praesentes permittunt particulas sibi invicem adhaerere.Ideo stabilimenta adhibentur ad praecavendam aggregationem inducendo satis magnam vim repulsivam inter particulas contra earum attractionem thermodynamicam.14
Quamvis subiectum quantitatis et superficiei coverage satis exploratum est in contextu eius moderandae actionis biologicae, quae a nanoparticulis utitur, particula aggregationis late in area neglecta est.Nulla fere penitus est investigatio stabilitatem colloidalem nanoparticulorum solvendi sub conditionibus biologice pertinentibus.10,15-17 Praeterea haec collatio imprimis rara est, ubi etiam toxicitas aggregationis quaesita est, etiamsi motus adversos causare possit, ut vascularium thrombosis, vel detrimentum notarum desideratarum, ut eius toxicitas; ostenditur in Figura 1.18, 19 ostensum est.Re quidem vera, una e paucis notis machinationibus argenteis nanoparticulae resistentiae aggregationi comparatur, quia quidam E. coli et Pseudomonas aeruginosae modos referuntur ad minuendas suas nano-argentos sensus exprimendo interdum flagellinum, flagellinum.Magnam affinitatem habet argento, per quod aggregationem inducit.20
Plures sunt variae machinae ad toxicitatem argenti nanoparticulorum pertinentium, et aggregatio omnes has mechanismos afficit.Maxime disputata methodus AgNP biologicae actionis, interdum ad mechanismum "Equum Troianum" refertur, ad AgNPs sicut Ag+ portantium.1,21 Equus Troianus mechanismum magnum incrementum in intentione Ag+ localis efficere potest, quod generationem ROS et membranam depolarizationis ducit.22-24 Aggregatio afficit dimissionem Ag+, toxicitatem afficiens, quia reducere superficiem activam in qua iones argentei oxidizari et dissolvi possunt.Sed AgNPs non solum toxicitatem exhibebit per ion emissionem.Multae magnitudinis et morphologiae interactiones relatas considerari debent.Inter eos, magnitudo et figura superficiei nanopartitae sunt notae definitivae.4,25 Collectio harum mechanismorum praedicari potest ut « toxicity machinationes inducantur ».Sunt in potentia multae motus mitochondriales et membranae superficies quae organellas laedere possunt et mortem cellam facere.25-27 Cum universitatum formatio magnitudinem et figuram argenteorum obiecti viventium rationum agnitarum naturaliter afficiat, hae quoque interationes affici possunt.
In praecedenti charta nostra in aggregatione argenteorum nanoparticulorum demonstravimus efficax protegendi ratio constans chemicis et experimentis vitro biologicis ad hanc quaestionem investigandam.19 Lux Dynamica Discussio (DLS) ars praeferenda harum inspectionum specierum est quia materia photographicas spargere potest ad necem comparatae quantitati particularum eius.Cum motus Brownianus celeritas particularum in medio liquido ad magnitudinem referatur, mutatio in vehementia lucis sparsae adhiberi potest ut diam hydrodynamicam mediocrem (Z-medium) liquoris exempli.28 Praeterea, applicando ad sample intentionem, potentiae nanoparticuli zeta potentialis similiter cum Z valore mediocris metiri potest.13,28 Si valor absolutus potentiae zetae satis alta est (secundum normas generales >±30 mV), fortem electrostatic repulsionem generabit inter particulas contra aggregationem.Plasmon resonantiae superficies propria (SPR) est phaenomenon opticum unicum, praesertim nanoparticulis metallicis tribuitur (maxime Au et Ag).29 Ex oscillationibus electronicis harum materiarum in nanoscale, notum est AgNPs sphaericum proprium UV-Vis absorptionis apicem prope 400 um habere.30 Intensio et necem transpositio particularum ad DLS proventus supplendos adhibentur, cum haec methodus ad nanoparticulam aggregationem et superficiem adsorptionem biomoleculorum deprehendere adhiberi potest.
Fundatur in informationibus consecutis, cellae viability (MTT) et pertentationes antibacteriales fiunt modo quo AgNP toxicitas describitur functio aggregationis campestri, potius quam (facitor usitatius) retrahitur nanoparticula.Haec unica methodus nobis permittit demonstrare altum momentum aggregationis gradus in actu biologico, quia, exempli gratia, AgNPs citrato-terminatus actionem biologicam intra paucas horas propter aggregationem penitus amittunt.19
In hodierno opere studemus magnas superiores nostras contributiones dilatare in colloids bio-actis stabilitatis earumque impulsum in actione biologica, perscrutantes effectum magnitudinis nanoparticulae in aggregatione nanoparticulae.Hoc unum proculdubio studiorum nanoparticulorum.Perspectiva altioris profile et 31 Ad hanc quaestionem investigandam, methodus incrementi mediati seminalis adhibita est AgNPs citrato-terminatum producere in tribus gradibus magnitudinis (10, 20, et 50 um).6,32 ut in communibus modis.Nam nanomateria, quae in applicationibus medicinalibus late et petite sunt, AgNPs citrato-terminato diversarum magnitudinum, eliguntur ad studium quantitatis possibilis dependentiae aggregationis proprietatum biologicarum nanosilveri relatarum.Post AgNPs variarum magnitudinum synthesinantes, exempla producta per microscopiam electronicam transmissionis notavimus, et deinde particulas utentes ratio protegendi praedictam examinavimus.Praeterea, coram in vitro cellularum culturarum Dulbecco mutatis Aquilae Medii (DMEM) et Foetae Bovine Serum (FBS), amplitudo dependens aggregatio morum eiusque mores variis valoribus pH, NaCl, glucose et glutamine concentratione aestimabantur.Characteres cytotoxicitatis sub conditionibus comprehensivis determinantur.Consensus scientificus indicat generatim particulas minores potiores esse;Investigatio nostra praebet suggestum chemicum et biologicum ut determinet an ita sit.
Tres nanoparticulae argenteae cum amplitudine diversae magnitudinis praeparatae sunt ab incrementi seminali mediante methodo ab Wan et al., levibus servandis propositae.6 Haec methodus in reductione chemica fundatur, utendo nitrate argenti (AgNO3) ut fonte argenteo, sodium borohydride (NaBH4) ut agente reducendo, et sodium citrato ut stabilientem.Primo para 75 mL solutionis aqueae citratae 9 mM ex sodio dihydrato citrato (Na3C6H5O7 x 2H2O) et calori ad 70°C.Deinde solutio 2 mL of 1% w/v AgNO3 addita est ad medium reactionem, tum solutionem sodium borohydridi recenter praeparatum (2 mL 0.1% w/v) in mixturam guttatim effusa est.Inde suspensio flavo-brunnea ad 70°C cum vehementi agitatione per horae 1 tenebatur, et deinde ad temperiem cubiculi deferbuit.Specimen inde (relatum est ut AgNP-I posthac) ut basis pro incrementi seminis mediati in altera synthesi gradatim adhibetur.
Ad synthesis particulam mediae suspensionis (ut AgNP-II denotatam), calor 90 mL 7.6 mM solutionem citratam ad 80°C, commisce cum 10 mL AgNP-I, misce 2 mL 1% w/v solutionem AgNO3 sub valido mechanica agitatione ad horam 1 servabatur, et tunc specimen ad cella temperiei refrigeratum erat.
Maxima enim particula (AgNP-III) eundem processum incrementi repetunt, sed hoc in casu utere 10 mL ipsius AgNP-II ut semen suspensionis.Exempla postquam ad cubiculum temperaturae perveniunt, nominalem Ag intentionem suam in summa AgNO3 contentorum 150 ppm ponunt, addendo vel evaporando addito solvendo ad 40°C, ac tandem ad 4°C componunt usque ad ulteriorem usum.
Utere FEI Tecnai G2 20 X-Transmissio Electron Microscopii (TEM) (FEI Corporatum Headquarters, Hillsboro, Oregon, USA) cum 200 kV accelerationis intentionis ad morphologicas notas nanoparticulorum examinandas et eorum electronicorum diffractionem (ED) exemplum capiendum.Saltem 15 imagines repraesentativae (~750 particulae) aestimatae sunt utens involucrum programmatum ImageJ, et inde histogrammata (et omnia graphia in toto studio) creata sunt in OriginPro 2018 (OriginLab, Northampton, MA, USA) 33, 34;
Mediocris diameter hydrodynamica (Z-average), zeta potentialis (ζ-potentialis) et plasmon resonantiae superficiei notae (SPR) exemplarium mensuratae sunt ad illustrandas proprietates suas initiales colloidales.Mediocris hydrodynamica diametri et zeta potentia exempli mensurati sunt ab Malvern Zetasizer Nano ZS instrumentum (Malvern Instruments, Malvern, UK) utens disponibile cellulis complicatis ad 37±0.1°C.Oceani Optica 355 DH-2000-BAL UV-Vis spectrophotometris (Halma PLC, Largo, FL, USA) adhibita est ut proprias SPR notas obtinere e spectris UV-Vis absorptionis exemplorum in ambitu 250-800 um.
Per totum experimentum, tres species mensurae diversae ad stabilitatem colloidalem pertinentes simul fiebant.Utere DLS ut metiri hydrodynamicum diametrum mediocrem (medium Z) et zetam potentialem particularum (ζ potentia) particularum, quia mediocris Z ad magnitudinem aggregatorum nanoparticuli mediocris refertur, et zeta potentia indicat num repulsionem in systemate electrostatic satis valet ad cinguli Van der Waals attractionem inter nanoparticulos.Mensurae triplicatae fiunt, et vexillum declinatio Z mediae et zetae potentiae per programmatum Zetasizer computatur.Spectra particularum proprietas SPR ab spectroscopio UV-vis aestimantur, quia mutationes in apicem intensionem et fluctuationem possunt significare aggregationem et interactiones superficies.29,35 Plasmon etenim resonantia in metallis pretiosis tam potens est ut novos modos analyseos biomoleculorum adduxit.29,36,37 Concentratio AgNPs in mixtione experimentali circiter 10 ppm est, et propositum est intensio maximi initialis SPR absorptionis ad 1. Experimentum peractum tempore dependens in 0;1.5;3;6;12 et 24 horae sub variis condicionibus biologice pertinentes.Plura de experimento descripta videri possunt in opere priore.19 Denique, variae pH valores (3, 5; 7.2 et 9), chloridi natrii diversi (10 mM; 50 mM; 150 mM), glucosi (3.9 mM; 6.7 mM) et glutamine (4 mM) concentratio Dulbecco etiam modificatum Aquilae Medium (DMEM) et Fetal Bovinum Serum (FBS) (in aqua et DMEM) ad systemata exemplaria paravit, eorumque effectibus in moribus aggregatis nanoparticulorum argenteorum synthesised studuit.pH Valores, NaCl, glucosi et glutamine aestimantur secundum intentiones physiologicas, dum summae DMEM et FBS eadem sunt ac gradus in toto experimento vitro adhibito.38-42 Omnes mensurationes fiebant ad pH 7.2 et 37°C cum constanti curriculo concentu salis 10 mM NaCl ad remotionem quamlibet longam distantiam particulae interationes (exceptis experimentis quibusdam pH et NaCl actis, ubi hae attributae sunt variabiles sub studium).28 Variarum conditionum elenchus in Tabula recapitulatur 1. Experimentum cum † notatum adhibetur ut relatio et correspondet specimen continens 10 mM NaCl et pH 7.2.
Hominis prostatae cancer lineae cellae (DU145) et keratinocytae humanae immortalitati (HaCaT) ab ATCC (Manassas, VA, USA) consecutae sunt).Cellulae in Dulbecco minimum essentiale mediae aquilae (DMEM) in quibus 4.5 g/L glucose (Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, USA excultae sunt), suppletae sunt 10% FBS, 2 mM L-glutaminum, 0.01% Streptomycinum et 0.005% Penicillin (Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, USA).Cellulae excultae sunt in 37°C incubatore sub 5% CO2 et 95% humiditatis.
Ad explorandum mutationes cytotoxicitatis in AgNP per aggregationem particulae modo temporis dependens causata, duo gradus MTT primordium fiebant.Primum, viability duorum generum cellularum metiebatur post curationem AgNP-I, AgNP-II et AgNP-III.Ad hunc finem, duo genera cellularum in laminas bene 96 bene dispositae ad densitatem 10,000 cellularum/bene tractatae sunt ac tribus nanoparticulis argenteorum amplitudinibus diversis in concentrationis die secundo crescentibus.Post 24 horas curationis, cellae PBS ablutae sunt et incubatis 0.5 mg/mL MTT gerentis (SERVA, Heidelberg, Germania) in medio culturae dilutae hora 1 hora 37°C.Formazan crystalla in DMSO dissoluta (Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, USA), et effusio in 570 um mensurata synergy HTX laminae lectoris utens (BioTek-Hungary, Budapest, Hungaria).Effusio valoris increati imperii specimen censetur esse 100% superstes.Facere experimenta saltem 3 quattuor replicationes biologicas independentes.IC50 computatur e dosi responsionis curvae innixi vitalis eventuum.
Deinceps in secundo gradu, incubando particulas 150 mM NaCl per varias temporis periodos (0, 1.5, 3, 6, 12 et 24 horas) ante cellam curationem, variae aggregationis status nanoparticulae argenti productae sunt.Postmodum, idem MTT primordium fiebat sicut antea descriptus est aestimare mutationes in cellula viabilitatis particulae aggregationis affectae.GraphPad Prisma 7 utere ad finalem exitum aestimare, statisticam significationem experimenti computare sine experimento, et eius aequalem notare * (p ≤ 0.05), ** (p ≤ 0.01), *** (p ≤ 0.001 ) et **** (p ≤ 0.0001).
Tres variae magnitudinis nanoparticulae argenti (AgNP-I, AgNP-II et AgNP-III) adhibitae sunt pro susceptibilitate antibacterial Cryptococcus neoformans IFM 5844 (IFM; Investigatio Centrum pro Fungi Pathogenico et Microbial Toxicologia, Universitate Chiba) et Bacillus Test megaterium SZMC 6031 (SZMC: Szeged Microbiology Collection) and E. coli SZMC 0582 in RPMI 1640 medium (Sigma-Aldrich Co.).Ut mutationes in actione antibacterial causata ex aggregatione particularum perpendamus, primum, eorum intentio minima inhibitoriae (MIC) microdilutionis in lamina 96-bene microtiter determinata est.Ad 50 µL suspensio cellae normatis (5 104 cellae/mL in RPMI 1640 mediae), adde 50 µL suspensio argenteorum nanoparticularum et serially bis extenuationem (in praedicto medio, distributio 0 et 75 ppm est, Id est, imperium specimen continet 50 µL suspensionis cellae et 50 µL mediorum sine nanoparticulis).Postmodum, bractea 30°C pro 48 horis incubata est, et densitas optica culturae mensurata est ad 620 um utens laminam SPECTROstar Nano lectoris (BMG LabTech, Offenburg, Germany).Experimentum ter triplicatum fiebat.
Praeterquam quod 50 µL exemplaria singularium aggregatorum nanoparticularum hoc tempore adhibita sunt, eadem ratio de qua supra dictum est, effectum aggregationis in modis antibacterialis supra dictis modis examinare solebat.Variae aggregationis status argenteorum nanoparticulorum producuntur ab incubantibus particulis 150 mM NaCl per diversa temporis spatia (0, 1.5, 3, 6, 12 et 24 horarum) ante cellam processus.Suspensio cum 50 μL RPMI 1640 suppleta adhibita est ut imperium incrementum, dum ad temperandum toxicitatem, suspensio cum nanoparticulis non aggregatis adhibita est.Experimentum ter triplicatum fiebat.GraphPad Prisma 7 utere, ut finalem eventum denuo perpendat, eadem statistica analysi ac analysi MTT adhibita.
Aggregatio planities particularum minimarum (AgNP-I) characterisata est, et eventus in opere nostro priore divulgati sunt, sed ad meliorem comparationem omnes particulae penitus sunt obductae.Notitia experimentalis in sequentibus sectionibus collecta et discussa sunt.Tres magnitudinum AgNP.19
Mensurae per TEM, UV-Vis et DLS factae comprobaverunt synthesim felicis omnium exemplorum AgNP (Figura 2A-D).Secundum versu primo Figurae 2, particula minima (AgNP-I) morphologiam sphaeram uniformem cum diametro mediocris circiter 10 nm ostendit.Incrementum semen mediatum etiam methodum AgNP-II et AgNP-III praebet diversis iugis magnitudinis cum diametris mediocris particuli circiter 20 um et 50 um respective.Secundum mensuram deviationis particulae distributionis trium exemplorum magnitudines non involvunt, quod magni momenti est ad analysin comparativam.Comparando aspectum mediocrem ac tenuitatem proportionis TEM-fundatae particulae 2D proiectionis, ponatur sphaeritas particularum aestimari per figuram ImageJ obturaculum in filter (Figura 2E).43 Secundum analysin figurarum particularum, ratio eorum aspectus (lateris magnae/brevis rectanguli minimi terminantis) non afficitur augmento particulae, earumque proportio tenuitas (area metiri circuli perfecti respondentis areae theoreticae. ) Paulatim decrescit.Hoc fit in particulis magis ac magis polyhedris, quae sunt perfecte rotundi in theoria, secundum tenuitatem rationi 1 .
Figura 2 microscopii Transmissio electronici imago (A), diffractio electronicorum (ED), exemplaris (B), magnitudo distributio histogrami (C), proprietas spectri ultravioli-visibilis (UV-vis), lucis spectri effusio (D), et fluidi mediocris Citrate nanoparticula argentea -terminata cum diametro mechanica (Z-mediocris), potentia zeta, ratio aspectus et proportio crassitudinis (E) tria spatia magnitudinis diversae habent: AgNP-I est 10 um (row top), AgNP-II est 20 um (ordinis medii. ), agNP-III (imo versu) L um.
Quamvis natura cyclica incrementi methodi particulam figuram aliquatenus afficiat, inde in sphaericitate minoris AgNPs maioris, omnia tria exempla quasi-sphaerica manserunt.Praeterea, ut patet in electronico diffractionis exemplaris in Figura 2B, nano Particularum crystallinitas non patitur.Insignis diffraction anulus, qui cum (111), (220), (200) et (311) mille argenteis indices — congruere potest cum litteris scientificis et nostris contributionibus antecedentibus.9, 19,44 In fragmento annuli Debye-Scherrer AgNP-II et AgNP-III eo quod imago ED eadem magnificatione capiatur, ita ut particulae magnitudo crescat, numerus particularum diffractorum per. unum spatium crescit et decrescit.
Magnitudo et figura nanoparticulorum notae sunt ad actionem biologicam pertinere.3,45 Actio catalytica et biologica figura dependens explicari potest eo quod variae figurae tendunt ad quasdam facies cristallinas (diversas Miller indices habens), et hae facies cristalli diversas actiones habent.45,46 Cum particulae praeparatae similes ED effectus similes cristallinis notis respondentes praebeant, assumi potest quod in subsequentibus experimentis colloidalis stabilitatis et actionis biologicae, quaevis differentiae observatae magnitudinis Nanoparticulae, non proprietatibus figuratis relatas tribui debent.
Proventus UV-vis in Figura 2D digestus ulterius inculcare naturam sphaericam AgNP summatim perstringit, quia SPR cacumina omnium trium exemplorum circa 400 um sunt, quae proprietas nanoparticulorum sphaericorum argenteorum est.29,30 Imagines captae etiam prosperum semen-mediatum nanosilver incrementum confirmavit.Ut particulae magnitudo augetur, necem ad maximam lucem effusio AgNP-II-promentiore secundum litteras respondet, AgNP-III Expertus est redshift.6,29
Quoad stabilitatem colloidalem initialem systematis AgNP, usus est DLS ad hydrodynamicam diametrum mediocris et zetam potentialem particularum ad pH 7.2 metiri.Eventus in Figura 2E depictus ostendunt AgNP-III firmiorem firmitatem colloidalem habere quam AgNP-I vel AgNP-II, quia communes lineamenta indicant zeta potentialem 30 mV absolutam necessariam esse ad diuturnitatem stabilitatis colloidalis. Haec inventio ulterius fulcitur cum valor mediocris Z (accepta hydrodynamica mediocris diametri liberarum et aggregatarum particularum) comparatur cum particula prima magnitudine per TEM consecuta, quia quanto magis duo valores sunt, eo lenior gradus collige in sample.Revera, Z mediocris ipsius AgNP-I et AgNP-II rationabiliter excelsior est quam praecipuae magnitudini TEM aestimatae particulae, ita comparata cum AgNP-III, haec exempla aggregati probabilius praedicantur, ubi altus negativa zeta potentialis. comitatur arctam magnitudinem The Z average value.
Cuius rei ratio potest esse duplex.Ex una parte, intentio citrate in omnibus gradibus synthesis simili gradu conservatur, providens quantitatem relative altam quae praecepit superficiei circulorum ne specifica area superficiei particularum crescentium decresceretur.Tamen, secundum Levak et al., parvae moleculae sicut citratae facile possunt a biomoleculis in superficie nanoparticulorum commutari.In hoc casu, stabilitas colloidalis a corona biomoleculorum productorum determinabitur.31 Quia haec agendi ratio etiam in nostra aggregatione mensurarum (de quo latius disseruimus) observata est, sola citrata capping hoc phaenomenon explicare non potest.
E contra, magnitudo particula reciproce proportionalis est aggregationi tendentiae in gradu nanometri.Hoc maxime confirmatur methodo tradita Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek, ubi particula attractio describitur summa virium attractivorum et repulsivorum inter particulas.Secundum Ipse et al., maximus valor curvae industriae DLVO decrescit cum magnitudine nanoparticulorum in nanoparticulorum hematitarum, eo facilius ad vim minimam primariam attingendam, inde aggregationem irreversibilem promovendam (condensationem).47 Attamen speculatur alias rationes esse extra limites theoriae DLVO.Quamquam gravitas van der Waals et repulsio electrostaticae duplices evolutioni similes sunt cum magnitudine particulae augendae, recensio ab Hotze et al.Proponit effectum aggregationis plus habere quam DLVO permittit.14 Credunt superficiem curvaturam nanoparticulorum iam non posse aestimari ut superficies plana, aestimationem mathematicam inexplicabilem faciens.Praeterea, cum magnitudo particulae minuatur, recipis atomorum quae in superficie apparent, altior fit, electronicum structuram et superficiei curam agendi ducens.Reactivity et superficies mutationes, quae ad diminutionem criminis in duplice electrico strato et aggregationem promovere possunt.
Quum eventus AgNP-I, AgNP-II et AgNP-III in Figura 3, comparet DLS, animadvertimus omnia tria exemplaria similia pH aggregationem impellentem demonstrasse.Gravis environment acidicae (pH 3) zeta potentialem sample ad 0 mV transfert, causando particulas aggregata micron-amifica, dum alkaline pH suam zetam potentialem ad majus valorem negativum transfert, ubi particulae minores aggregationes formant (pH 5 ).Et 7.2) ) vel omnino inaggregati manent (pH 9).Nonnullae differentiae magni momenti inter exempla etiam diversa observata sunt.Per experimentum, AgNP-I demonstravi sensibilem esse mutationes potentiales ad pH inducta zeta, propterea quod zeta potentia harum particularum redacta est ad pH 7.2 comparata pH 9, dum AgNP-II et AgNP-III solum A demonstraverunt. multa mutatio in est circa pH 3. Praeterea AgNP-II ostendit tardiores mutationes et moderatas zetas potentiales, cum AgNP-III mitissimum morum trium ostendit, quia ratio summam zetam valorem absolutam et motum tardum motum significans ostendit. AgNP-III Maxime resistens aggregatio pH inducta.Hi eventus constantes sunt cum hydrodynamic diametro mensurae mediocris proventuum.Considerans particulam quantitatem primariorum eorum, AgNP-Demonstravi constantem gradatim aggregationem in omnibus valoribus pH, maxime probabile propter 10 mM NaCl background, dum AgNP-II et AgNP-III tantum significantes in pH 3 Of collectione demonstraverunt.Maxime interesting differentia est quod, quamvis magnae magnitudinis nanoparticulae, AgNP-III, minima aggregata in pH 3 in 24 horas format, quatenus anti-congregationem proprietatum eius.Dividendo mediocris Z AgNPs in pH 3 post 24 horas valore exempli praeparati, animadverteri potest aggregatum relativum magnitudines AgNP-I et AgNP-II auctos esse temporibus 50, temporibus 42 et 22 temporibus. respectively.III.
Figura 3 Proventus dynamicus lucis dispergens ex nanoparticulis argenteis citrato-terminatis cum magnitudine exempli auctior (10 um: AgNP-I, 20 um: AgNP-II et 50 um: AgNP-III) exprimitur sicut diameter hydrodynamica mediocris (Z mediocris. ) (Recte) Sub diversis pH conditionibus, potentia zeta (sinistra) intra 24 horas mutat.
Conglobatio pH-dependens observata etiam afficiebat notam superficiem plasmonum resonantiae (SPR) exemplorum AgNP, ut patet ex spectris UV-vis eorum.Secundum figuram additam S1, aggregatio omnium trium suspensionum argenteorum nanoparticulorum, sequitur reductionem in intensione cacuminarum suarum SPR et modice transpositio rubra.Quarum mutationum ambitus functioni pH congruere potest cum gradu aggregationis ab DLS proventi praedictae, attamen nonnullae trends iucundae observatae sunt.Contra intuitionem, evenit medium amplissimum AgNP-II sensitivum esse mutationes SPR, alia vero duo exemplaria minus sensitiva.In investigatione SPR, 50 um est terminus theoreticus particulae magnitudinis, quae particulas distinguere in suis dielectricis proprietatibus adhibetur.Particulae minores quam 50 um (AgNP-I et AgNP-II) dipoleos simplices describi possunt, dum particulae quae hunc modum attingunt vel excedunt (AgNP-III) habent plures proprietates dielectricas implicatas, earumque resonantia Cohors in varias mutationes scindit. .In duobus exemplis minoribus particulae, AgNPs pro dipole simplex haberi potest, plasma facile insidunt.Cum particula magnitudine augetur, haec coniunctio per se maiorem plasma producit, quod sensum altiorem sensum observatum explicare potest.29 Attamen, ad maximas particulas, aestimatio dipole simplex non valet, cum aliae status copulationis etiam fieri possunt, quae decrescentem inclinationem AgNP-III explicare possunt ad mutationes spectralis indicandas.29
Sub nostris conditionibus experimentalibus, probatur valorem pH altissime effectum habere in stabilitate colloidali argenteorum citratorum nanoparticulorum variarum magnitudinum.In his systematis stabilitas cavetur a coetibus negativis -COO- in superficie AgNPs.Carboxylatus functionis globi citrati Ion protonatur in magna multitudine H+ionum, ideo globi carboxyl generati amplius non possunt repulsionem electrostaticam inter particulas praebere, ut in summo versu figurae 4. Secundum principium Le Chatelier, AgNP exempla cito aggregata in pH 3, sed paulatim magis ac magis stabilia fiunt sicut pH augetur.
Figura 4 schematica mechanismus superficiei commercii definitur aggregatio sub diversis pH (row top), concentration NaCl (orw medii), et biomolecularum (rov imo).
Secundum figuram V, stabilitas colloidalis in AgNP suspensiones magnitudinum diversarum etiam examinatus est sub concentratione salis crescentis.Ex zeta potentia, aucta nanoparticula magnitudine in his systematibus AgNP citrato-terminatis denuo resistentiam praebet auctam in influentiis externis ab NaCl.In AgNP-I, 10 mM NaCl satis est ad aggregationem lenis inducendam, et concentratio salis 50 mM simillima praebet eventus.In AgNP-II et AgNP-III, 10 mM NaCl non signanter afficit potentialem zetam, quia bona eorum apud (AgNP-II) vel infra (AgNP-III) -30 mV manent.NaCl intentionem ad 50 mM augendam et tandem ad 150 mM NaCl satis est ad significandum valorem absolutum zetae potentialis in omnibus exemplis reducere, quamvis majores particulae plus negativum retineant.Hi eventus constant cum hydrodynamic diametro AgNPs mediocris exspectati;in Z mediocris inclinatio lineae mensuratae in 10, 50, et 150 mM NaCl varias ostendunt, valores paulatim crescentes.Denique aggregata micron mediocria in omnibus experimentis 150 mM deprehensi sunt.
Figura 5 dynamica lux discurrens eventus nanoparticulorum argenteorum citrato-terminatorum cum augmento quantitatis (10 um: AgNP-I, 20 um: AgNP-II et 50 um: AgNP-III) exprimuntur sicut diameter hydrodynamica mediocris (Z mediocris. ) (Recte) et zeta potentia (reliquit) mutatio intra 24 horas sub diversis concentratione NaCl.
Proventus UV-vis in figura additamento S2 ostendunt SPR of 50 et 150 mM NaCl in omnibus tribus exemplis momentaneum et significativum habere diminutionem.Hoc explicari potest per DLS, quod aggregatio NaCl-basi velocior fiat experimentis pH-dependens, quae magna differentia mensurarum veterum (0, 1.5, et 3 horarum) explicatur.Praeter intentionem salis augendam etiam permissio relativa medii experimentalis augebit, quod altissime effectum in resonantia superficie plasmonis habebit.29
Effectus NaCl in medio figurae ordine comprehenditur 4. In genere, concludi potest quod augens retrahitur chloridi natrii similem effectum ac acorem augens, propterea quod Na+iones habent inclinationem ad coordinandam circa circulos carboxylatos; suppressis negativis zeta potentialis AgNPs.Praeterea 150 mM NaCl aggregata micron mediocria in omnibus tribus exemplis produxit, significans physiologicam intentionem electrolytici detrimentum esse stabilitati colloidalis AgNPs citrato-terminatae.Per considerationem criticam condensationem (CCC) NaCl in similibus systematibus AgNP, hi eventus in litteris pertinentibus callide collocari possunt.Huynh et al.computavit quod CCC NaCl pro nanoparticulis argenteis citrato-terminatis cum diametro mediocris 71 nm, erat 47.6 mM, cum El Badawy et al.observatum est ccc of 10 nm AgNPs cum citrato tunicae 70 mM fuisse.10,16 Adhaec, signanter alta CCC circiter 300 mM ab He et al. mensurata est, quae methodum synthesim a praedicta publicatione diversam effecit.48 Quamvis hodierna contributio non intendatur ad analysim comprehensivam horum valorum, quia condiciones experimentales nostrae in complexitate totius studii augentur, biologice intentio NaCl 50 mM, praesertim 150 mM NaCl, valde alta videtur esse.Coagulatio adductus, explicans mutationes validas deprehensas.
Proximum in experimentis polymerizationis est uti moleculis simplicibus sed biologice pertinentibus ad interactiones nanoparticulas biomoleculas simulandas.Ex DLS (Figurarum 6 et 7) et eventorum UV-vis (S3 et S4) aliquae conclusiones generales asseverari possunt.Sub nostris conditionibus experimentalibus, moleculae glucosae et glutamine quaesitae aggregationem in aliqua systemate AgNP non inducant, quia inclinatio media Z-mediae propinqua est ad valorem mensurae referentiae respondentis.Etsi praesentia eorum aggregationem non afficit, eventus experimentales ostendunt moleculas illas in superficie AgNPs partim adsortas esse.Praecipuus effectus sustinens hanc opinionem est observata mutatio levis effusio.Quamvis AgNP-I non exhibeat fluctuationem vel intensionem significantem mutationes, clarius observari potest mensurando particulas maiores, quae maxime probabile est ob maiorem sensibilitatem opticam superius memoratam.Quoad retrahitur, glucose maiorem mutationem rubram post 1.5 horas causare potest cum mensurae temperaturae comparata, quae circiter 40 um in AgNP-II et circa 10 um in AgNP-III, quod eventum superficiei interactionum probat.Glutamine similis tenoris ostendit, sed mutatio non ita evidens fuit.Praeterea memorabile est quod glutamine absolutum zetam potentialem mediarum et magnarum particularum reducere potest.Cum tamen hae zetae mutationes gradum aggregationis afficere non videntur, cogitari potest etiam parvas biomoleculas, sicut glutamine, aliquem gradum repulsionis inter particulas praebere posse.
Figura 6 dynamica lux discurrens eventus argenteos nanopartitos citrato-terminatos cum amplitudine (X um: AgNP-I, 20 um: AgNP-II et 50 um: AgNP-III) exprimuntur sicut diameter hydrodynamica mediocris (Z mediocris) Sub conditionibus externis diversis concentratione glucosis, potentia zeta (sinistra) intra 24 horas mutat.
Figura 7 dynamica lux discurrens eventus nanoparticulorum argenteorum citrato-terminatorum cum amplitudine (X um: AgNP-I, 20 um: AgNP-II et 50 um: AgNP-III) exprimuntur sicut diameter hydrodynamica mediocris (Z mediocris. ) (Recte) Coram glutamine, potentia zeta (reliquit) intra 24 horas mutat.
In summa, parvae biomoleculae sicut glucoses et glutamine non afficiunt stabilitatem colloidalem in intentione mensurata: quamvis zeta potentia et UV-vis effectus ad varios gradus afficiunt, Z mediocris eventus non constant.Hoc indicat superficies adsorptionem molecularum repulsionem electrostaticam impedire, sed simul stabilitatem dimensionalem praebet.
Ut superiores proventus cum praecedentibus eventibus coniungas et condiciones biologicas sollertius simulas, nonnullas e culturae cellae usitatas usitatas delegimus easque ut experimentales condiciones ad stabilitatem AgNP colloids investigandam usi sumus.In toto in vitro experimento, unum ex maximis functionibus DMEM ut medium constituendis condicionibus necessariis osmoticis, sed ex aspectu chemico, solutio salis implicata est cum totali viribus ionicis similibus cum 150 mM NaCl .40 Ad FBS, complexa est mixtura biomoleculorum maxime proteinorum-a respectu adsorptionis superficiei, similitudinem habet cum eventibus glucosi et glutamine experimentali, quamquam compositio chemica et diversitas Sex multo magis implicata est.19 DLS et UV Proventus visibiles in Figura VIII et Figura S5 ostensa, respective, explicari possunt examinando compositionem chemicam harum materiarum earumque mensuris in sectione superiore correlato.
Figura 8 dynamica lux discurrens eventus nanoparticulorum argenteorum citrato-terminatorum cum magnitudine exempli auctior (10 um: AgNP-I, 20 um: AgNP-II et 50 um: AgNP-III) exprimitur sicut diameter hydrodynamica mediocris (Z mediocris. ) (right) Coram elementis cellulis DMEM et FBS, zeta potentia (reliquit) intra 24 horas mutat.
Dilutio AgNPs diversarum magnitudinum in DMEM similem effectum habet in stabilitate colloidali cum eo quod coram concentratione altae NaCl observatur.Dissipatio AgNP in 50 v/v% DMEM demonstravit aggregationem magnam detectam esse cum incremento potentiae zetae et valoris Z mediocris et decrementi SPR intensionis acuti.Notatu dignum est magnitudinem maximam aggregati ab DMEM post 24 horas inductum esse inverse proportionem quantitati nanoparticulorum primigenii.
Commercium inter FBS et AgNP simile est cum moleculis minoribus observatum ut glucosium et glutamine, effectus autem fortior est.In Z particularum mediocris integris manet, dum auctum in zeta potentia deprehenditur.SPR apicem levem mutationem rubram ostendit, sed fortasse magis interesting, SPR intensio non minuit signanter sicut in mensura moderationis.Hi eventus explicari possunt per adsorptionem innata macromolecularum in superficie nanoparticulorum (imo versu in fig. 4), quae nunc intellegitur formatio coronae biomolecularis in corpore.49