Javascript ass am Moment an Ärem Browser deaktivéiert.Wann Javascript deaktivéiert ass, funktionnéieren e puer Funktiounen vun dëser Websäit net.
Registréiert Är spezifesch Detailer a spezifesch Medikamenter vun Interesse, a mir passen d'Informatioun déi Dir mat Artikelen an eiser extensiv Datebank ubitt a schécken Iech eng PDF Kopie per E-Mail an enger fristgerechter Manéier.
Sinn méi kleng Nanopartikel ëmmer besser?Verstinn déi biologesch Effekter vun der Gréisst-ofhängeger Aggregatioun vu Sëlwer Nanopartikelen ënner biologesch relevante Konditiounen
Auteurs: 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 of Environmental Chemistry, Hungary of Science and Informatics , Universitéit vu Szeged;2 Departement fir Biochemie a Molekulare Biologie, Fakultéit fir Wëssenschaft an Informatioun, Universitéit vu Szeged, Ungarn;3 Departement fir Mikrobiologie, Fakultéit fir Wëssenschaft an Informatioun, Universitéit vu Szeged, Ungarn;4MTA-SZTE Reaktiounskinetik a Surface Chemistry Research Group, Szeged, Ungarn * Dës Autoren hunn gläich zu dëser Aarbecht bäigedroen.Kommunikatioun: Zoltán Kónya Department of Applied and Environmental Chemistry, Fakultéit fir Wëssenschaft an Informatik, Universitéit vu Szeged, Rerrich Square 1, Szeged, H-6720, Ungarn Telefon +36 62 544620 E-Mail [E-Mail Schutz] Zweck: Silver Nanopartikel (AgNPs) sinn ee vun de meescht studéiert Nanomaterialien, besonnesch wéinst hire biomedizineschen Uwendungen.Wéi och ëmmer, wéinst der Aggregatioun vun Nanopartikelen, sinn hir exzellent Zytotoxizitéit an antibakteriell Aktivitéit dacks a biologesche Medien kompromittéiert.An dëser Aarbecht goufen d'Aggregatiounsverhalen a verwandte biologesch Aktivitéite vun dräi verschiddene Citrat-terminéiert Sëlwer Nanopartikel Echantillon mat engem Duerchschnëttsduerchmiesser vun 10, 20 a 50 nm studéiert.Method: Benotzt Transmissiounselektronenmikroskop fir Nanopartikelen ze synthetiséieren an ze charakteriséieren, hir Aggregatiounsverhalen bei verschiddene pH Wäerter, NaCl, Glukos a Glutamin Konzentratioune evaluéieren duerch dynamesch Liichtstreet an ultraviolett sichtbar Spektroskopie.Zousätzlech, an der Zellkultur Medium Komponente wéi Dulbecco verbessert d'Aggregatiounsverhalen am Eagle Medium a Fetal Calf Serum.Resultater: D'Resultater weisen datt sauer pH a physiologeschen Elektrolytgehalt allgemeng Mikron-Skala Aggregatioun induzéieren, wat duerch d'Bildung vu biomolekuläre Corona vermëttelt ka ginn.Et ass derwäert ze bemierken datt méi grouss Partikelen méi héich Resistenz géint externen Aflëss weisen wéi hir kleng Kollegen.In vitro Zytotoxizitéit an antibakteriell Tester goufen duerch d'Behandlung vun Zellen mat Nanopartikelaggregate a verschiddene Aggregatiounsstadien ausgefouert.Fazit: Eis Resultater weisen eng déif Korrelatioun tëscht kolloidaler Stabilitéit an der Toxizitéit vun AgNPs op, well extrem Aggregatioun zu engem komplette Verloscht vu biologescher Aktivitéit féiert.De méi héije Grad vun der Anti-Aggregatioun, déi fir méi grouss Partikelen observéiert gëtt, huet e wesentlechen Impakt op d'In vitro Toxizitéit, well sou Proben méi antimikrobiell a Mamendéierenzellaktivitéit behalen.Dës Erkenntnisser féieren zur Conclusioun datt, trotz der allgemenger Meenung an der relevanter Literatur, op déi klengst méiglech Nanopartikel zielen, vläicht net dee beschten Handlungsplang ass.Schlësselwieder: Som-mediéierte Wuesstum, kolloidal Stabilitéit, Gréisst-ofhängeg Aggregatiounsverhalen, Aggregatiounsschued Toxizitéit
Wéi d'Demande an d'Ausgab vun Nanomaterial weider eropgoen, gëtt ëmmer méi Opmierksamkeet op hir Biosécherheet oder biologesch Aktivitéit bezuelt.Sëlwer Nanopartikel (AgNPs) sinn ee vun de meescht synthetiséierte, recherchéierten a benotzte Vertrieder vun dëser Klass vu Materialien wéinst hiren exzellente katalyteschen, opteschen a biologesche Eegeschaften.1 Et gëtt allgemeng ugeholl datt déi eenzegaarteg Charakteristike vun Nanomaterialien (inklusiv AgNPs) haaptsächlech un hir grouss spezifesch Uewerfläch zougeschriwwe ginn.Dofir ass den onweigerleche Problem all Prozess deen dës Schlëssel Feature beaflosst, sou wéi Partikelgréisst, Uewerflächebeschichtung Oder Aggregatioun, egal ob et d'Eegeschafte vun Nanopartikelen kritesch beschiedegt fir spezifesch Uwendungen.
D'Effekter vun der Partikelgréisst a Stabilisatoren sinn Themen déi relativ gutt an der Literatur dokumentéiert goufen.Zum Beispill ass déi allgemeng akzeptéiert Vue datt méi kleng Nanopartikele méi gëfteg si wéi méi grouss Nanopartikelen.2 Konsequent mat der allgemenger Literatur, eis fréier Studien hunn d'Gréisst-ofhängeg Aktivitéit vun NanoSilver op Mamendéierenzellen a Mikroorganismen bewisen.3-5 Uewerflächebeschichtung ass en anert Attribut deen e breeden Afloss op d'Eegeschafte vun Nanomaterialien huet.Just andeems se Stabilisatoren op senger Uewerfläch addéieren oder änneren, kann datselwecht Nanomaterial komplett aner physesch, chemesch a biologesch Eegeschaften hunn.D'Applikatioun vu Kappmëttelen gëtt meeschtens als Deel vun der Synthese vun Nanopartikel gemaach.Zum Beispill sinn Zitrat-terminéiert Sëlwer Nanopartikel ee vun de relevantsten AgNPs an der Fuerschung, déi synthetiséiert ginn andeems d'Sëlwersalze an enger gewielter Stabilisatorléisung als Reaktiounsmedium reduzéiert ginn.6 Citrat ka ganz einfach vu senge niddrege Käschten, Disponibilitéit, Biokompatibilitéit a staarker Affinitéit fir Sëlwer profitéieren, wat a verschiddene proposéierten Interaktiounen reflektéiert ka ginn, vu reversibel Uewerflächenadsorptioun bis ionesch Interaktiounen.Kleng Molekülen a polyatomesch Ionen no bei 7,8, sou wéi Citraten, Polymeren, Polyelektrolyte, a biologesch Agenten ginn och allgemeng benotzt fir Nano-Sëlwer ze stabiliséieren an eenzegaarteg Funktionalisatiounen drop ze maachen.9-12
Och wann d'Méiglechkeet fir d'Aktivitéit vun Nanopartikelen duerch bewosst Uewerflächekappung z'änneren e ganz interessant Gebitt ass, ass d'Haaptroll vun dëser Uewerflächebeschichtung vernoléisseg, déi kolloidal Stabilitéit fir den Nanopartikelsystem ubitt.Déi grouss spezifesch Uewerfläch vun Nanomaterialien wäert grouss Uewerflächenenergie produzéieren, wat d'thermodynamesch Fäegkeet vum System behënnert fir seng Minimum Energie z'erreechen.13 Ouni richteg Stabiliséierung kann dëst zu Agglomeratioun vun Nanomaterialien féieren.Aggregatioun ass d'Bildung vun Aggregate vu Partikele vu verschiddene Formen a Gréissten, déi optrieden wann verspreete Partikelen sech treffen an déi aktuell thermodynamesch Interaktiounen erlaben d'Partikel uneneen ze halen.Dofir gi Stabilisateure benotzt fir Aggregatioun ze vermeiden andeems se eng genuch grouss Ofstousskraaft tëscht de Partikelen agefouert hunn fir hir thermodynamesch Attraktioun entgéintzewierken.14
Och wann d'Thema vun der Partikelgréisst an der Uewerflächebedeckung grëndlech exploréiert gouf am Kontext vu senger Reguléierung vu biologeschen Aktivitéiten, déi duerch Nanopartikel ausgeléist ginn, ass d'Partikelaggregatioun e gréisstendeels vernoléissegt Gebitt.Et gëtt bal keng grëndlech Studie fir d'kolloidal Stabilitéit vun Nanopartikelen ënner biologesch relevante Konditiounen ze léisen.10,15-17 Zousätzlech ass dëse Bäitrag besonnesch rar, wou d'Toxizitéit, déi mat Aggregatioun assoziéiert ass, och studéiert gouf, och wann et negativ Reaktiounen verursaache kann, wéi vaskulär Thrombose, oder Verloscht vu gewënschten Charakteristiken, wéi seng Toxizitéit, wéi gewisen an Figur 1.18, 19 gewisen.Tatsächlech ass ee vun de wéinege bekannte Mechanismen vun der Sëlwer Nanopartikelresistenz mat der Aggregatioun verbonnen, well verschidde E. coli a Pseudomonas aeruginosa Stämme gemellt ginn hir Nano-Sëlwer Empfindlechkeet ze reduzéieren andeems de Protein Flagellin, Flagellin ausdréckt.Et huet eng héich Affinitéit fir Sëlwer, an doduerch Aggregatioun induzéiert.20
Et gi verschidde verschidde Mechanismen am Zesummenhang mat der Toxizitéit vu Sëlwer Nanopartikelen, an d'Aggregatioun beaflosst all dës Mechanismen.Déi meescht diskutéiert Method vun AgNP biologescher Aktivitéit, heiansdo als "Trojan Horse" Mechanismus bezeechent, betruecht AgNPs als Ag + Träger.1,21 Den Trojanesche Päerdsmechanismus kann eng grouss Erhéijung vun der lokaler Ag + Konzentratioun garantéieren, wat zu der Generatioun vu ROS a Membrandepolariséierung féiert.22-24 Aggregatioun kann d'Verëffentlechung vun Ag + beaflossen, doduerch d'Toxizitéit beaflossen, well et déi effektiv aktiv Uewerfläch reduzéiert wou Sëlwerionen oxidéiert an opgeléist kënne ginn.Wéi och ëmmer, AgNPs weisen net nëmmen Toxizitéit duerch Ionverëffentlechung.Vill Gréisst a Morphologie-Zesummenhang Interaktioune musse berücksichtegt ginn.Dorënner sinn d'Gréisst a Form vun der Nanopartikel Uewerfläch déi definéierend Charakteristiken.4,25 D'Sammlung vun dëse Mechanismen kann als "induzéiert Toxizitéitsmechanismen" kategoriséiert ginn.Et gi potenziell vill Mitochondrial an Uewerflächemembranreaktiounen, déi Organelle beschiedegen an Zell Doud verursaachen.25-27 Zënter datt d'Bildung vun Aggregaten natierlech d'Gréisst an d'Form vu sëlwerhaltege Objeten beaflosst, déi vu Liewesystemer unerkannt ginn, kënnen dës Interaktiounen och beaflosst ginn.
An eisem fréiere Pabeier iwwer d'Aggregatioun vu Sëlwer Nanopartikelen hu mir eng effektiv Screeningprozedur bewisen, besteet aus chemeschen an in vitro biologeschen Experimenter fir dëse Problem ze studéieren.19 Dynamic Light Scattering (DLS) ass déi bevorzugt Technik fir dës Aarte vun Inspektiounen, well d'Material Photonen op enger Wellelängt vergläichbar mat der Gréisst vu senge Partikele verstreete kann.Zënter datt d'Brownesch Bewegungsgeschwindegkeet vun de Partikelen am flëssege Medium mat der Gréisst verbonnen ass, kann d'Verännerung vun der Intensitéit vum verspreete Liicht benotzt ginn fir den duerchschnëttleche hydrodynamesche Duerchmiesser (Z-Moyenne) vun der flësseger Probe ze bestëmmen.28 Zousätzlech, andeems Dir eng Spannung op d'Probe applizéiert, kann den Zetapotenzial (ζ Potenzial) vum Nanopartikel ähnlech wéi den Z-Duerchschnëttswäert gemooss ginn.13,28 Wann den absolute Wäert vum Zeta Potenzial héich genuch ass (geméiss allgemeng Richtlinnen> ± 30 mV), wäert et staark elektrostatesch Oflehnung tëscht de Partikel generéieren fir d'Aggregatioun entgéintzewierken.Charakteristesch Uewerflächeplasmonresonanz (SPR) ass en eenzegaartegt optescht Phänomen, haaptsächlech un Edelmetall Nanopartikel zougeschriwwen (haaptsächlech Au an Ag).29​​ Baséierend op den elektroneschen Schwéngungen (Uewerflächeplasmonen) vun dëse Materialien op der Nanoskala ass et bekannt datt kugelfërmeg AgNPs e charakteristesche UV-Vis Absorptiounspeak bei 400 nm hunn.30 D'Intensitéit an d'Wellenlängtverschiebung vun de Partikel ginn benotzt fir d'DLS Resultater z'ergänzen, well dës Method ka benotzt ginn fir Nanopartikelaggregatioun an Uewerflächenadsorptioun vu Biomolekülen z'entdecken.
Baséierend op der kritt Informatioun, Zell Viabilitéit (MTT) an antibakteriell Assays ginn op eng Manéier gemaach wéi d'AgNP Toxizitéit als Funktioun vum Aggregatiounsniveau beschriwwe gëtt, anstatt (de meescht benotzt Faktor) Nanopartikel Konzentratioun.Dës eenzegaarteg Method erlaabt eis déi déif Wichtegkeet vum Aggregatiounsniveau an der biologescher Aktivitéit ze weisen, well zum Beispill Zitrat-terminéiert AgNPs komplett hir biologesch Aktivitéit bannent e puer Stonnen wéinst Aggregatioun verléieren.19
An der aktueller Aarbecht ziele mir eis fréier Bäiträg an der Stabilitéit vu bio-relatéierte Kolloiden an hiren Impakt op biologesch Aktivitéit staark auszebauen andeems d'Effekt vun der Nanopartikelgréisst op d'Nanopartikel Aggregatioun studéiert.Dëst ass ouni Zweifel eng vun de Studien vun Nanopartikelen.Eng méi héich-Profil Perspektiv an 31 Fir dëst Thema z'ënnersichen, gouf eng Som-mediéiert Wuesstumsmethod benotzt fir Zitrat-terminéiert AgNPs an dräi verschiddene Gréissteberäicher (10, 20 an 50 nm) ze produzéieren.6,32 als eng vun den heefegste Methoden.Fir Nanomaterialien déi wäit a routinéiert a medizineschen Uwendungen benotzt ginn, ginn Zitrat-terminéiert AgNPs vu verschiddene Gréissten ausgewielt fir déi méiglech Gréisstabhängegkeet vun den Aggregatiounsbezunnen biologeschen Eegeschafte vun NanoSilver ze studéieren.No der Synthetiséierung vun AgNPs vu verschiddene Gréissten, charakteriséiert mir déi produzéiert Proben duerch Transmissiounselektronenmikroskopie (TEM), an hunn dann d'Partikelen iwwerpréift mat der genannter Screening Prozedur.Zousätzlech, a Präsenz vun in vitro Zellkulturen Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) a Fetal Bovine Serum (FBS), goufen d'Gréisst-ofhängeg Aggregatiounsverhalen a säi Verhalen bei verschiddene pH Wäerter, NaCl, Glukos a Glutamin Konzentratioune bewäert.D'Charakteristike vun der Zytotoxizitéit ginn ënner ëmfaassende Bedéngungen festgeluegt.De wëssenschaftleche Konsens weist datt allgemeng méi kleng Partikele léiwer sinn;eis Enquête bitt eng chemesch a biologesch Plattform fir ze bestëmmen ob dat de Fall ass.
Dräi Sëlwer Nanopartikele mat verschiddene Gréissteberäicher goufen duerch d'Some-vermittelte Wuesstumsmethod virbereet vu Wan et al., Mat liicht Upassungen.6 Dës Method baséiert op chemescher Reduktioun, mat Sëlwernitrat (AgNO3) als Sëlwerquell, Natriumborhydrid (NaBH4) als Reduktiounsmëttel, an Natriumcitrat als Stabilisator.Als éischt, preparéieren 75 mL vun 9 mM Citrat wässerlech Léisung aus Natrium citrat dihydrate (Na3C6H5O7 x 2H2O) an Hëtzt op 70 ° C.Duerno gouf 2 ml vun 1% w/v AgNO3-Léisung an d'Reaktiounsmedium bäigefüügt, an dann ass déi frësch preparéiert Natriumborhydrid-Léisung (2 ml 0,1% w/v) drop an d'Mëschung gegoss.Déi resultéierend giel-brong Suspension gouf bei 70 ° C mat kräftege Rühren fir 1 Stonn gehal, an duerno op Raumtemperatur ofgekillt.Déi resultéierend Probe (vun elo als AgNP-I bezeechent) gëtt als Basis fir Som-mediéierte Wuesstum an der nächster Syntheseschrëtt benotzt.
Fir eng mëttelgrouss Partikelsuspension ze synthetiséieren (bezeechent als AgNP-II), Hëtzt 90 ml 7,6 mM Zitratléisung op 80 ° C, vermëschen et mat 10 ml AgNP-I, a vermëschen dann 2 ml 1% w/v D'AgNO3 Léisung gouf ënner kräftege mechanesche Rühren fir 1 Stonn gehal, an dunn gouf d'Probe op Raumtemperatur ofgekillt.
Fir de gréisste Partikel (AgNP-III), widderhuelen de selwechte Wuesstumsprozess, awer an dësem Fall benotzt 10 ml AgNP-II als Som Suspension.Nodeems d'Proben Raumtemperatur erreecht hunn, setzen se hir nominell Ag Konzentratioun baséiert op dem Gesamt AgNO3 Inhalt op 150 ppm andeems se zousätzlech Léisungsmëttel bei 40 ° C addéieren oder verdampen, a schliisslech bei 4 ° C bis weider benotzen späicheren.
Benotzt FEI Tecnai G2 20 X-Twin Transmission Electron Microscope (TEM) (FEI Corporate Headquarters, Hillsboro, Oregon, USA) mat 200 kV Beschleunigungsspannung fir d'morphologesch Charakteristike vun Nanopartikelen z'ënnersichen an hir Elektronendiffraktioun (ED) Muster z'ënnersichen.Op d'mannst 15 representativ Biller (~ 750 Partikelen) goufen mam ImageJ Software Package evaluéiert, an déi resultéierend Histogramme (an all Grafiken an der ganzer Studie) goufen am OriginPro 2018 (OriginLab, Northampton, MA, USA) erstallt 33, 34.
Den duerchschnëttleche hydrodynamesche Duerchmiesser (Z-Duerchschnëtt), Zetapotenzial (ζ-Potential) a charakteristesch Uewerflächeplasmonresonanz (SPR) vun de Proben goufen gemooss fir hir initial kolloidal Eegeschaften ze illustréieren.Den duerchschnëttleche hydrodynamesche Duerchmiesser an d'Zetapotenzial vun der Probe goufe vum Malvern Zetasizer Nano ZS Instrument (Malvern Instruments, Malvern, UK) gemooss mat disposéierbar geklappte Kapillarzellen bei 37±0,1 °C.Ocean Optik 355 DH-2000-BAL UV-Vis Spektrofotometer (Halma PLC, Largo, FL, USA) gouf benotzt fir charakteristesch SPR Charakteristiken aus den UV-Vis Absorptiounsspektre vu Proben am Beräich vun 250-800 nm ze kréien.
Wärend dem ganzen Experiment goufen dräi verschidde Miesstypen am Zesummenhang mat kolloidaler Stabilitéit zur selwechter Zäit duerchgefouert.Benotzt DLS fir den duerchschnëttleche hydrodynamesche Duerchmiesser (Z Moyenne) an Zeta Potential (ζ Potential) vun de Partikelen ze moossen, well den Z Moyenne ass mat der Moyenne Gréisst vun den Nanopartikel Aggregaten verbonnen, an den Zeta Potenzial weist ob d'elektrostatesch Ofstouss am System ass staark genuch fir Van der Waals Attraktioun tëscht Nanopartikelen ze kompenséieren.Miessunge ginn an triplicate gemaach, an d'Standardabweichung vum Z Moyenne an Zeta Potenzial gëtt vun der Zetasizer Software berechent.Déi charakteristesch SPR Spektre vun de Partikele ginn duerch UV-Vis Spektroskopie evaluéiert, well Ännerungen an der Spëtzintensitéit a Wellelängt kënnen d'Aggregatioun an d'Uewerflächeninteraktiounen uginn.29,35 Tatsächlech ass Uewerflächeplasmonresonanz an Edelmetaller sou beaflosst datt et zu neie Methoden vun der Analyse vu Biomoleküle gefouert huet.29,36,37 D'Konzentratioun vun AgNPs an der experimenteller Mëschung ass ongeféier 10 ppm, an den Zweck ass d'Intensitéit vun der maximaler initialer SPR-Absorptioun op 1 ze setzen.1,5;3;6;12 an 24 Stonnen ënner verschiddene biologesch relevant Konditiounen.Méi Detailer déi den Experiment beschreiwen kënnen an eisem fréiere Wierk gesi ginn.19 Kuerz gesot, verschidde pH Wäerter (3; 5; 7.2 an 9), verschidde Natriumchlorid (10 mM; 50 mM; 150 mM), Glukos (3.9 mM; 6.7 mM) a Glutamin (4 mM) Konzentratioun, an och Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) a Fetal Bovine Serum (FBS) (am Waasser an DMEM) als Modellsystemer virbereet, a studéiert hir Effekter op d'Aggregatiounsverhalen vun de synthetiséierte Sëlwer Nanopartikelen.pH D'Wäerter vun NaCl, Glukos a Glutamin ginn op Basis vu physiologesche Konzentratioune bewäert, während d'Quantitéiten vun DMEM a FBS d'selwecht sinn wéi d'Niveauen, déi am ganzen In vitro Experiment benotzt ginn.38-42 All Miessunge goufen um pH 7.2 an 37 ° C mat enger konstanter Hannergrond Salz Konzentratioun vun 10 mM NaCl duerchgefouert all laang-Distanz Partikel Interaktiounen ze eliminéieren (ausser fir bestëmmte pH an NaCl-verbonne Experimenter, wou dës Attributer sinn d'Variablen ënner studéieren).28 D'Lëscht vu verschiddene Konditiounen ass an Table 1 zesummegefaasst. Den Experiment markéiert mat † gëtt als Referenz benotzt a entsprécht enger Probe mat 10 mM NaCl a pH 7,2.
Mënscherechter Prostatakarque Zell Linn (DU145) an onstierwlech mënschlech keratinocytes (HaCaT) sech aus ATCC (Manassas, VA, USA) kritt.Zellen ginn routinéiert am Dulbecco's Minimum Essential Medium Eagle (DMEM) kultivéiert mat 4,5 g / L Glukose (Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, USA), ergänzt mat 10% FBS, 2 mM L-Glutamin, 0,01% Streptomycin an 0,005% Penicillin (Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, USA).D'Zellen ginn an engem 37 ° C Inkubator ënner 5% CO2 an 95% Fiichtegkeet kultivéiert.
Fir d'Verännerungen vun der AgNP Zytotoxizitéit ze entdecken, déi duerch Partikelaggregatioun op eng Zäit-ofhängeg Manéier verursaacht gëtt, gouf en zwee-Schrëtt MTT Assay gemaach.Éischt, war d'Viabilitéit vun den zwou Zell Zorte gemooss no Behandlung mat AgNP-I, AgNP-II an AgNP-III.Zu dësem Zweck goufen déi zwou Zorte vun Zellen an 96-Well Placke bei enger Dicht vun 10.000 Zellen / Well gesaat a mat dräi verschiddene Gréisste vu Sëlwer Nanopartikel an ëmmer méi Konzentratioune um zweeten Dag behandelt.No 24 Stonnen Behandlung goufen d'Zellen mat PBS gewäsch a mat 0,5 mg /ml MTT-Reagens (SERVA, Heidelberg, Däitschland) verdünnt a Kulturmedium fir 1 Stonn bei 37 ° C inkubéiert.Formazan Kristalle goufen an DMSO (Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, USA) opgeléist, an d'Absorptioun gouf bei 570 nm gemooss mat engem Synergy HTX Plack Lieser (BioTek-Ungarn, Budapest, Ungarn).Den Absorptiounswäert vun der onbehandelt Kontrollprobe gëtt als 100% Iwwerliewensquote ugesinn.Maacht op d'mannst 3 Experimenter mat véier onofhängege biologesche Replikate.IC50 gëtt aus enger Dosisreaktiounskurve berechent baséiert op Vitalitéitsresultater.
Duerno, am zweete Schrëtt, duerch d'Inkubatioun vun de Partikelen mat 150 mM NaCl fir verschidden Zäitperioden (0, 1,5, 3, 6, 12, a 24 Stonnen) virun der Zellbehandlung, goufen verschidden Aggregatiounszoustand vu Sëlwer Nanopartikel produzéiert.Duerno gouf dee selwechte MTT-Assay gemaach wéi virdru beschriwwen fir d'Verännerunge vun der Zellviabilitéit beaflosst vun der Partikelaggregatioun ze evaluéieren.Benotzt GraphPad Prism 7 fir d'Finale Resultat ze evaluéieren, berechent d'statistesch Bedeitung vum Experiment duerch onpaarte T-Test, a markéiert säin Niveau als * (p ≤ 0.05), ** (p ≤ 0.01), *** (p ≤ 0.001) ) An **** (p ≤ 0,0001).
Dräi verschidde Gréisste vu Sëlwer Nanopartikelen (AgNP-I, AgNP-II an AgNP-III) goufen fir antibakteriell Empfindlechkeet fir Cryptococcus neoformans IFM 5844 (IFM; Research Center for Pathogenic Fungi and Microbial Toxicology, Chiba University) a Bacillus Test megaterium SZMC 6031 benotzt (SZMC: Szeged Microbiology Collection) an E. coli SZMC 0582 an RPMI 1640 mëttelfristeg (Sigma-Aldrich Co.).Fir d'Verännerungen an der antibakteriell Aktivitéit ze evaluéieren, déi duerch d'Aggregatioun vu Partikelen verursaacht goufen, gouf als éischt hir minimal hemmungskonzentréiert (MIC) duerch Mikrodilutioun an enger 96-Well Mikrotiterplack bestëmmt.Zu 50 μL standardiséierter Zellsuspension (5 × 104 Zellen / ml am RPMI 1640 Medium), füügt 50 μL Sëlwer Nanopartikelsuspension a seriell verdünnt zweemol d'Konzentratioun (am uewe genannte Medium ass de Beräich 0 a 75 ppm, Dat ass, d'Kontrollprobe enthält 50 μL Zellsuspension an 50 μL Medium ouni Nanopartikel).Duerno gouf d'Plack bei 30 ° C fir 48 Stonnen inkubéiert, an d'optesch Dicht vun der Kultur gouf bei 620 nm gemooss mat engem SPECTROstar Nano-Plack Lieser (BMG LabTech, Offenburg, Däitschland).D'Experiment gouf dräimol an triplicate gemaach.
Ausser datt 50 μL vun eenzel aggregéierten Nanopartikel Echantillon zu dëser Zäit benotzt goufen, gouf déiselwecht Prozedur wéi virdru beschriwwe benotzt fir den Effekt vun der Aggregatioun op antibakteriell Aktivitéit op déi genannte Stämme z'ënnersichen.Verschidde Aggregatiounszoustand vu Sëlwer Nanopartikel ginn produzéiert andeems d'Partikel mat 150 mM NaCl fir verschidden Zäitperioden (0, 1,5, 3, 6, 12 a 24 Stonnen) virum Zellveraarbechtung inkubéiert ginn.Eng Suspension ergänzt mat 50 μL vum RPMI 1640 Medium gouf als Wuesstumskontroll benotzt, während fir d'Toxizitéit ze kontrolléieren eng Suspension mat net aggregéierten Nanopartikel benotzt gouf.D'Experiment gouf dräimol an triplicate gemaach.Benotzt GraphPad Prism 7 fir d'Finale Resultat erëm ze evaluéieren, mat der selwechter statistescher Analyse wéi d'MTT Analyse.
Den Aggregatiounsniveau vun de klengste Partikelen (AgNP-I) gouf charakteriséiert, an d'Resultater goufen deelweis an eiser fréierer Aarbecht publizéiert, awer fir e bessere Verglach goufen all Partikel grëndlech gepréift.Déi experimentell Donnéeën ginn an de folgende Sektiounen gesammelt an diskutéiert.Dräi Gréissten vun AgNP.19
Miessunge vun TEM gesuergt, UV-Vis an DLS verifizéiert déi erfollegräich Synthes vun all AgNP Echantillon (Dorënner 2A-D).Laut der éischter Zeil vun der Figur 2 weist de klengste Partikel (AgNP-I) eng eenheetlech kugelfërmeg Morphologie mat engem Duerchschnëttsduerchmiesser vu ronn 10 nm.Déi Som-mediéiert Wuesstumsmethod bitt och AgNP-II an AgNP-III mat verschiddene Gréissteberäicher mat duerchschnëttleche Partikelduerchmiesser vu ronn 20 nm respektiv 50 nm.No der Standardabweichung vun der Partikelverdeelung iwwerlappen d'Gréisste vun den dräi Proben net, wat wichteg ass fir hir vergläichend Analyse.Andeems Dir den duerchschnëttleche Aspektverhältnis an d'Dënnungsverhältnis vun TEM-baséierten Partikel 2D Projektiounen vergläicht, gëtt ugeholl datt d'Sphärizitéit vun de Partikele vum ImageJ Formfilter Plug-in evaluéiert gëtt (Figur 2E).43 No der Analyse vun der Form vun de Partikelen, ass hiren Aspekt Verhältnis (grouss Säit / Kuerz Säit vum klengste begrenzten Rechteck) net vum Partikelwuesstem beaflosst, an hiren Dënnungsverhältnis (gemoossene Fläch vum entspriechende perfekte Krees / theoretesche Beräich ) lues a lues erof.Dëst resultéiert an ëmmer méi polyhedral Partikelen, déi an der Theorie perfekt ronn sinn, entspriechend engem Dënnungsverhältnis vun 1.
Figur 2 Transmissioun Elektronenmikroskop (TEM) Bild (A), Elektronen Diffraktioun (ED) Muster (B), Gréisst Verdeelung Histogramm (C), charakteristesche ultraviolet sichtbar (UV-Vis) Liicht Absorptioun Spektrum (D), an Moyenne Flëssegket Citrat -terminated Sëlwer Nanopartikel mat mechaneschen Duerchmiesser (Z-Moyenne), Zeta Potential, Aspekt Verhältnis an deck Verhältnis (E) hunn dräi verschidde Gréisst Beräicher: AgNP-I ass 10 nm (Top Zeil), AgNP -II ass 20 nm (Mëtt Rei) ), AgNP-III (ënnescht Zeil) ass 50 nm.
Obwuel d'zyklesch Natur vun der Wuesstem Method d'Partikelform zu engem gewësse Mooss beaflosst, wat zu der méi klenger Sphär vu gréisseren AgNPs resultéiert, all dräi Echantillon bliwwen quasi-kugelgestalt.Zousätzlech, wéi am Elektronen Diffraktiounsmuster an der Figur 2B gewisen, Nano D'Kristallinitéit vun de Partikel ass net beaflosst.De prominente Diffraktiounsring - dee mat den (111), (220), (200) an (311) Miller Indizes vu Sëlwer korreléiert ka ginn - ass ganz konsequent mat der wëssenschaftlecher Literatur an eise fréiere Bäiträg.9, 19,44 D'Fragmentéierung vum Debye-Scherrer Ring vun AgNP-II an AgNP-III ass wéinst der Tatsaach, datt d'ED Bild mat der selwechter Vergréisserung erfaasst ass, sou wéi d'Partikelgréisst eropgeet, d'Zuel vun diffracted Partikelen pro. Eenheet Beräich erhéicht a reduzéiert.
D'Gréisst an d'Form vun Nanopartikele si bekannt fir biologesch Aktivitéit ze beaflossen.3,45 Form-ofhängeg katalytesch a biologesch Aktivitéit kann duerch d'Tatsaach erkläert ginn datt verschidde Formen tendéieren bestëmmte Kristallsiichter ze proliferéieren (mat verschiddene Miller Indizes), an dës Kristallsiichter hunn verschidden Aktivitéiten.45,46 Zënter datt déi preparéiert Partikel ähnlech ED Resultater entspriechend ganz ähnlechen Kristallcharakteristiken ubidden, kann et ugeholl ginn datt an eise spéider kolloidaler Stabilitéit a biologescher Aktivitéitsexperimenter all observéiert Differenzen un Nanopartikelgréisst zougeschriwwe ginn, net Form-Zesummenhang Eegeschaften.
D'UV-Vis Resultater zesummegefaasst an der Figur 2D ënnersträichen weider déi iwwerwältegend kugelfërmeg Natur vum synthetiséierte AgNP, well d'SPR Peaks vun allen dräi Echantillon ronderëm 400 nm sinn, wat e charakteristesche Wäert vu sphäresche Sëlwer Nanopartikel ass.29,30 Déi ageholl Spektre bestätegt och den erfollegräiche Som-mediéierte Wuesstum vum Nano-Sëlwer.Wéi d'Partikelgréisst eropgeet, ass d'Wellelängt entsprécht der maximaler Liichtabsorptioun vun AgNP-II - méi prominent - Laut der Literatur huet d'AgNP-III e Routverschiebung erlieft.6, 29
Wat d'initial kolloidal Stabilitéit vum AgNP System ugeet, gouf DLS benotzt fir den duerchschnëttleche hydrodynamesche Duerchmiesser an Zetapotenzial vun de Partikelen um pH 7,2 ze moossen.D'Resultater, déi an der Figur 2E duergestallt ginn, weisen datt AgNP-III méi héich kolloidal Stabilitéit huet wéi AgNP-I oder AgNP-II, well allgemeng Richtlinnen uginn datt e Zetapotenzial vun 30 mV absolutt fir laangfristeg kolloidal Stabilitéit noutwendeg ass. den Z-Duerchschnëttswäert (erreecht als den duerchschnëttleche hydrodynamesche Duerchmiesser vu fräien an aggregéierten Partikelen) gëtt mat der primärer Partikelgréisst, déi duerch TEM kritt gëtt, verglach, well wat méi no déi zwee Wäerter sinn, dest méi mëll ass de Grad Sammelen an der Probe.Tatsächlech ass den Z-Duerchschnëtt vun AgNP-I an AgNP-II raisonnabel méi héich wéi hir Haapt-TEM-bewäertte Partikelgréisst, also am Verglach mat AgNP-III ginn dës Proben virausgesot méi wahrscheinlech ze aggregéieren, wou den héich negativen Zetapotenzial ass begleet vun enger enker Gréisst Den Z Moyenne Wäert.
D'Erklärung fir dëst Phänomen kann zweefach sinn.Engersäits gëtt d'Zitratkonzentratioun op engem ähnlechen Niveau an all Syntheseschrëtt behalen, wat eng relativ héich Quantitéit u gelueden Uewerflächegruppen ubitt fir ze vermeiden datt déi spezifesch Uewerfläch vun de wuessende Partikel erofgeet.Wéi och ëmmer, laut Levak et al., Kleng Moleküle wéi Citrat kënne ganz einfach duerch Biomolekülen op der Uewerfläch vun den Nanopartikelen austauscht ginn.An dësem Fall gëtt d'kolloidal Stabilitéit duerch d'Corona vun de produzéierte Biomoleküle bestëmmt.31 Well dëst Verhalen och an eise Aggregatiounsmiessungen observéiert gouf (méi am Detail méi spéit diskutéiert), kann d'Citratkappung eleng dëst Phänomen net erklären.
Op der anerer Säit ass d'Partikelgréisst ëmgekéiert proportional zu der Aggregatiounstendens um Nanometerniveau.Dëst gëtt haaptsächlech vun der traditioneller Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO) Method ënnerstëtzt, wou d'Partikelattraktioun als Zomm vun attraktiven a repulsive Kräften tëscht Partikel beschriwwe gëtt.Laut He et al., fällt de maximale Wäert vun der DLVO Energiekurve mat der Gréisst vun den Nanopartikelen an den Hämatit Nanopartikelen erof, wat et méi einfach mécht d'Mindest Primärenergie z'erreechen, an doduerch irreversibel Aggregatioun (Kondensatioun) förderen.47 Wéi och ëmmer, et gëtt spekuléiert datt et aner Aspekter iwwer d'Aschränkungen vun der DLVO Theorie sinn.Obwuel van der Waals Schwéierkraaft an elektrostatesch duebel-Layer Ofstouss sinn ähnlech mat Erhéijung Partikelgréisst, eng Iwwerpréiwung vun Hotze et al.proposéiert datt et e méi staarken Effekt op d'Aggregatioun huet wéi DLVO erlaabt.14 Si gleewen datt d'Uewerflächekrümmung vun Nanopartikelen net méi als flaach Uewerfläch geschat ka ginn, wat mathematesch Schätzung net applicabel mécht.Zousätzlech, wéi d'Partikelgréisst erofgeet, gëtt de Prozentsaz vun den Atomer, déi op der Uewerfläch präsent sinn, méi héich, wat zu elektronescher Struktur an Uewerflächeladungsverhalen féiert.An d'Uewerflächreaktivitéit ännert sech, wat zu enger Ofsenkung vun der Ladung an der elektrescher Duebelschicht féiert an d'Aggregatioun förderen.
Wann d'DLS Resultater vun AgNP-I, AgNP-II, an AgNP-III zu Dorënner 3 Verglach, observéiert mir, datt all dräi Echantillon ähnlechen pH ugewisen Aggregatioun gewisen.E staark sauer Ëmfeld (pH 3) verännert d'Zeta Potenzial vun der Probe op 0 mV, wouduerch Partikele Mikrongréisst Aggregate bilden, während alkalesche pH säin Zeta Potenzial op e méi groussen negativen Wäert verännert, wou d'Partikel méi kleng Aggregat bilden (pH 5) ).An 7,2)), oder bleiwen komplett net aggregéiert (pH 9).E puer wichteg Differenzen tëscht de verschiddene Proben goufen och beobachtet.Am ganzen Experiment huet d'AgNP-I sech als déi sensibelst fir pH-induzéiert Zeta Potential Ännerungen bewisen, well d'Zeta Potenzial vun dëse Partikelen am pH 7.2 am Verglach zum pH 9 reduzéiert gouf, während AgNP-II an AgNP-III nëmmen A weisen. bedeitend Ännerung am ζ ass ëm pH 3. Zousätzlech, AgNP-II huet méi lues Ännerungen a moderéiert Zeta Potential gewisen, iwwerdeems AgNP-III de mildest Verhalen vun den dräi gewisen, well de System huet den héchsten absolute Zeta Wäert a lues Trend Bewegung, besot. AgNP-III Meescht resistent géint pH-induzéiert Aggregatioun.Dës Resultater sinn konsequent mat der Moyenne hydrodynamesch Duerchmiesser Miessresultater.Betruecht der Partikelgréisst vun hire primers, AgNP-ech konstante graduell Aggregatioun bei all pH Wäerter zougedréckt, héchstwahrscheinlech wéinst der 10 mm NaCl Hannergrond, iwwerdeems AgNP-II an AgNP-III nëmmen bedeitendst um pH 3 vun versammelen gewisen.Den interessantsten Ënnerscheed ass datt trotz senger grousser Nanopartikelgréisst, AgNP-III déi klengst Aggregater bei pH 3 a 24 Stonnen formt, wat seng Anti-Aggregatiounseigenschaften ervirhiewt.Andeems Dir den duerchschnëttleche Z vun AgNPs um pH 3 no 24 Stonnen duerch de Wäert vun der preparéierter Prouf deelt, kann et observéiert ginn datt d'relativ aggregéiert Gréisste vun AgNP-I an AgNP-II ëm 50 Mol, 42 Mol an 22 Mol eropgaang sinn. , respektiv.III.
Figure 3 Déi dynamesch Liichtstreetresultater vun der Zitrat-terminéierter Sëlwer Nanopartikel Probe mat Erhéijung vun der Gréisst (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II an 50 nm: AgNP-III) ginn als duerchschnëttlech hydrodynamesch Duerchmiesser (Z Moyenne) ausgedréckt. ) (riets) Ënner verschiddene pH-Konditiounen ännert sech den Zetapotenzial (lénks) bannent 24 Stonnen.
Déi observéiert pH-ofhängeg Aggregatioun beaflosst och déi charakteristesch Uewerflächeplasmonresonanz (SPR) vun den AgNP Echantillon, wéi bewisen duerch hir UV-Vis Spektra.Laut Ergänzungsfigur S1 ass d'Aggregatioun vun allen dräi Sëlwer Nanopartikelsuspensioune gefollegt vun enger Reduktioun vun der Intensitéit vun hire SPR Peaks an enger moderéierter rouder Verréckelung.D'Ausmooss vun dësen Ännerungen als Funktioun vum pH ass konsequent mam Grad vun der Aggregatioun virausgesot vun den DLS Resultater, awer e puer interessant Trends goufen observéiert.Am Géigesaz zu der Intuition stellt sech eraus datt de mëttelgrousse AgNP-II am meeschte sensibel ass fir SPR Ännerungen, während déi aner zwee Proben manner sensibel sinn.An der SPR Fuerschung ass 50 nm déi theoretesch Partikelgréisst Limit, déi benotzt gëtt fir Partikelen op Basis vun hiren dielektreschen Eegeschaften z'ënnerscheeden.Partikele méi kleng wéi 50 nm (AgNP-I an AgNP-II) kënnen als einfach dielektresch Dipole beschriwwe ginn, während Partikelen, déi dës Limit (AgNP-III) erreechen oder iwwerschreiden, méi komplex dielektresch Eegeschaften hunn, an hir Resonanz. .Am Fall vun zwee méi klengen Partikel Echantillon kënnen AgNPs als einfach Dipole ugesi ginn, an de Plasma ka ganz einfach iwwerlappen.Wéi d'Partikelgréisst eropgeet, produzéiert dës Kupplung wesentlech e méi grousst Plasma, wat déi méi héich Sensibilitéit erkläre kann.29 Wéi och ëmmer, fir déi gréisste Partikel ass déi einfach Dipoleschätzung net valabel wann och aner Kupplungszoustand optriede kënnen, wat d'verréngert Tendenz vum AgNP-III erkläre kann fir Spektralännerungen ze weisen.29
Ënnert eisen experimentellen Bedéngungen ass et bewisen datt de pH-Wäert e groussen Effekt op d'kolloidal Stabilitéit vun Zitratbeschichtete Sëlwer Nanopartikele vu verschiddene Gréissten huet.An dëse Systemer gëtt Stabilitéit vun den negativ geluedenen -COO- Gruppen op der Uewerfläch vun AgNPs geliwwert.D'Carboxylatfunktionell Grupp vum Citration gëtt an enger grousser Unzuel vun H+ Ionen protonéiert, sou datt déi generéiert Carboxylgrupp net méi elektrostatesch Repulsioun tëscht de Partikelen ubidden kann, wéi an der ieweschter Zeil vun der Figur 4. Laut dem Le Chatelier säi Prinzip, AgNP Echantillon séier um pH 3 aggregéiert, awer lues a lues ëmmer méi stabil wéi de pH erop.
Figur 4 Schematesch Mechanismus vun Uewerfläch Interaktioun definéiert duerch Aggregatioun ënner verschiddene pH (Top Zeil), NaCl Konzentratioun (Mëtt Zeil), a Biomolekulen (ënneschten Zeil).
Laut Figure 5, gouf d'kolloidal Stabilitéit an AgNP Suspensioune vu verschiddene Gréissten och ënner ëmmer méi Salzkonzentratioune gepréift.Baséierend op dem Zeta Potenzial, gëtt déi verstäerkte Nanopartikelgréisst an dësen citrat-terminéierten AgNP Systemer erëm eng verstäerkte Resistenz géint extern Aflëss vum NaCl.Am AgNP-I ass 10 mM NaCl genuch fir mëll Aggregatioun ze induzéieren, an eng Salzkonzentratioun vu 50 mM bitt ganz ähnlech Resultater.An AgNP-II an AgNP-III beaflosst 10 mM NaCl net wesentlech den Zetapotenzial well hir Wäerter bei (AgNP-II) oder ënner (AgNP-III) -30 mV bleiwen.D'Erhéijung vun der NaCl Konzentratioun op 50 mM a schliisslech op 150 mM NaCl ass genuch fir den absolute Wäert vum Zetapotenzial an all Proben wesentlech ze reduzéieren, obwuel méi grouss Partikelen méi negativ Ladung behalen.Dës Resultater sinn konsequent mat der erwaart Moyenne hydrodynamesch Duerchmiesser vun AgNPs;d'Z Moyenne Trend Linnen gemooss op 10, 50, an 150 mM NaCl weisen verschidden, lues a lues erop Wäerter.Endlech goufen Mikrongréisst Aggregate an allen dräi 150 mM Experimenter festgestallt.
Figure 5 Déi dynamesch Liichtstreetresultater vun der Zitrat-terminéierter Sëlwer Nanopartikel Probe mat Erhéijung vun der Gréisst (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II an 50 nm: AgNP-III) ginn als duerchschnëttlech hydrodynamesch Duerchmiesser (Z Moyenne) ausgedréckt. ) (riets) an Zeta Potential (lénks) änneren bannent 24 Stonnen ënner verschiddene NaCl Konzentratioune.
D'UV-Vis Resultater an der Ergänzungsfigur S2 weisen datt de SPR vu 50 an 150 mM NaCl an allen dräi Proben eng momentan a bedeitend Ofsenkung huet.Dëst kann duerch DLS erkläert ginn, well NaCl-baséiert Aggregatioun méi séier geschitt wéi pH-ofhängeg Experimenter, wat duerch de groussen Ënnerscheed tëscht de fréien (0, 1,5 an 3 Stonnen) Miessunge erkläert gëtt.Zousätzlech wäert d'Erhéijung vun der Salzkonzentratioun och d'relativ Permittivitéit vum experimentelle Medium erhéijen, wat e groussen Effekt op Uewerflächeplasmonresonanz huet.29
Den Effet vum NaCl gëtt an der Mëtt vun der Figur 4 zesummegefaasst. Am Allgemengen kann een ofschléissen datt d'Erhéijung vun der Konzentratioun vum Natriumchlorid en ähnlechen Effekt huet wéi d'Erhéijung vun der Aciditéit, well Na+ Ionen eng Tendenz hunn ëm d'Carboxylatgruppen ze koordinéieren, Ënnerdréckung negativ Zeta Potential AgNPs.Zousätzlech huet 150 mM NaCl Mikrongréisst Aggregaten an all dräi Proben produzéiert, wat beweist datt d'physiologesch Elektrolytkonzentratioun schiedlech ass fir d'kolloidal Stabilitéit vun citrat-terminéierten AgNPs.Andeems Dir déi kritesch Kondensatiounskonzentratioun (CCC) vun NaCl op ähnlechen AgNP Systemer berücksichtegt, kënnen dës Resultater clever an der relevant Literatur plazéiert ginn.Huynh et al.berechent datt d'CCC vun NaCl fir Citrat-terminéiert Sëlwer Nanopartikel mat engem Duerchschnëttsduerchmiesser vu 71 nm 47,6 mM war, während El Badawy et al.observéiert datt d'CCC vun 10 nm AgNPs mat Citratbeschichtung 70 mM war.10,16 Ausserdeem gouf de wesentlech héije CCC vu ronn 300 mM vun He et al. gemooss.48 Och wann den aktuelle Bäitrag net op eng ëmfaassend Analyse vun dëse Wäerter riicht ass, well eis experimentell Bedéngungen an der Komplexitéit vun der ganzer Studie eropgoen, schéngt déi biologesch relevant NaCl Konzentratioun vu 50 mM, besonnesch 150 mM NaCl, zimlech héich ze sinn.Induzéiert Koagulatioun, erkläert déi staark festgestallte Verännerungen.
De nächste Schrëtt am Polymeriséierungsexperiment ass einfach awer biologesch relevant Moleküle ze benotzen fir Nanopartikel-Biomolekül Interaktiounen ze simuléieren.Baséierend op DLS (Dorënner 6 a 7) an UV-Vis Resultater (Ergänzungsfiguren S3 an S4), kënnen e puer allgemeng Conclusiounen behaapt ginn.Ënnert eisen experimentellen Bedingunge wäerten déi studéiert Moleküle Glukos a Glutamin keng Aggregatioun an all AgNP System induzéieren, well den Z-mëttleren Trend enk mam entspriechende Referenzmiesswäert ass.Och wann hir Präsenz keng Aggregatioun beaflosst, experimentell Resultater weisen datt dës Moleküle deelweis op der Uewerfläch vun AgNPs adsorbéiert sinn.Dat prominentst Resultat, dat dës Vue ënnerstëtzt, ass déi observéiert Ännerung vun der Liichtabsorptioun.Och wann AgNP-I keng sënnvoll Wellelängt- oder Intensitéitännerunge weist, kann et méi kloer beobachtet ginn andeems gréisser Partikel moosst, wat héchstwahrscheinlech wéinst der méi grousser optescher Sensibilitéit ass, déi virdru erwähnt ass.Onofhängeg vun der Konzentratioun, kann Glukos e méi grousse roude Verréckelung no 1,5 Stonnen verursaachen am Verglach mat der Kontrollmessung, déi ongeféier 40 nm an AgNP-II an ongeféier 10 nm an AgNP-III ass, wat d'Optriede vun Uewerflächeinteraktiounen beweist.Glutamin huet en ähnlechen Trend gewisen, awer d'Ännerung war net sou offensichtlech.Zousätzlech ass et och derwäert ze ernimmen datt Glutamin den absolute Zetapotenzial vu mëttel- a grousse Partikel reduzéiere kann.Wéi och ëmmer, well dës Zeta-Ännerunge schéngen net den Aggregatiounsniveau ze beaflossen, kann et spekuléiert ginn datt souguer kleng Biomoleküle wéi Glutamin e gewësse Grad vu raimleche Ofstouss tëscht Partikelen ubidden.
Figure 6 Déi dynamesch Liichtstreetresultater vun Zitrat-terminéierte Sëlwer Nanopartikel Echantillon mat enger Erhéijung vun der Gréisst (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II an 50 nm: AgNP-III) ginn ausgedréckt als den duerchschnëttleche hydrodynamesche Duerchmiesser (Z Moyenne) (riets) Ënner externe Bedéngungen vu verschiddene Glukosekonzentratioune ännert sech den Zetapotenzial (lénks) bannent 24 Stonnen.
Figure 7 Déi dynamesch Liichtstreetresultater vun der Citrat-terminéiert Sëlwer Nanopartikel Probe mat enger Erhéijung vun der Gréisst (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II an 50 nm: AgNP-III) ginn als duerchschnëttlech hydrodynamesch Duerchmiesser (Z Moyenne) ausgedréckt. ) (riets) An der Präsenz vu Glutamin ännert sech den Zetapotenzial (lénks) bannent 24 Stonnen.
Kuerz gesot, kleng Biomoleküle wéi Glukos a Glutamin beaflossen keng kolloidal Stabilitéit bei der gemoosser Konzentratioun: obwuel se d'Zeta Potenzial an d'UV-Vis Resultater a variabelen Grad beaflossen, sinn d'Z Moyenne Resultater net konsequent.Dëst weist datt d'Uewerflächenadsorptioun vu Molekülen den elektrostatesche Repulsioun hemmt, awer gläichzäiteg d'dimensional Stabilitéit bitt.
Fir déi fréier Resultater mat de fréiere Resultater ze verbannen a biologesch Bedéngungen méi kompetent ze simuléieren, hu mir e puer vun de meescht benotzten Zellkulturkomponenten ausgewielt a benotzt se als experimentell Konditioune fir d'Stabilitéit vun AgNP Kolloiden ze studéieren.Am ganzen In-vitro-Experiment ass eng vun de wichtegste Funktiounen vum DMEM als Medium déi néideg osmotesch Bedéngungen ze etabléieren, awer aus chemescher Siicht ass et eng komplex Salzléisung mat enger totaler Ionescher Stäerkt ähnlech wéi 150 mM NaCl .40 Wat FBS ugeet, ass et eng komplex Mëschung vu Biomolekülen - haaptsächlech Proteinen - aus der Siicht vun der Uewerflächenadsorptioun, et huet e puer Ähnlechkeeten mat den experimentellen Resultater vu Glukos a Glutamin, trotz der chemescher Zesummesetzung an der Diversitéit Sex ass vill méi komplizéiert.19 DLS an UV-Déi siichtbar Resultater an der Figur 8 an der Ergänzungsfigur S5 respektiv, kënnen erkläert ginn andeems d'chemesch Zesummesetzung vun dëse Materialien ënnersicht an se mat de Miessungen an der viregter Sektioun korreléiert.
Figure 8 Déi dynamesch Liichtstreetresultater vun der Zitrat-terminéierter Sëlwer Nanopartikel Probe mat enger Erhéijung vun der Gréisst (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II an 50 nm: AgNP-III) ginn als duerchschnëttlech hydrodynamesch Duerchmiesser (Z Moyenne) ausgedréckt. ) (riets) An der Präsenz vun Zell Kultur Komponente DMEM an FBS, Zeta Potential (lénks) Ännerungen bannent 24 Stonnen.
D'Verdünnung vun AgNPs vu verschiddene Gréissten an DMEM huet en ähnlechen Effekt op kolloidal Stabilitéit wéi déi an der Präsenz vun héijen NaCl Konzentratioune observéiert.D'Dispersioun vun AgNP zu 50 v /v% DMEM huet gewisen datt grouss-Skala Aggregatioun mat der Erhéijung vun Zeta Potential an Z-Duerchschnëtt Wäert an der schaarf Ofsenkung vun SPR Intensitéit festgestallt gouf.Et ass derwäert ze bemierken datt déi maximal aggregéiert Gréisst, déi duerch DMEM no 24 Stonnen induzéiert gëtt, ëmgekéiert proportional zu der Gréisst vun de Primer Nanopartikel ass.
D'Interaktioun tëscht FBS an AgNP ass ähnlech wéi déi observéiert a Präsenz vu méi klenge Molekülle wéi Glukos a Glutamin, awer den Effekt ass méi staark.Den Z-Duerchschnëtt vun de Partikelen bleift onofhängeg, während eng Erhéijung vum Zetapotenzial festgestallt gëtt.De SPR Peak huet e liichte roude Verréckelung gewisen, awer vläicht méi interessant ass d'SPR Intensitéit net sou vill erofgaang wéi an der Kontrollmessung.Dës Resultater kënnen erkläert ginn duerch d'gebuerene Adsorptioun vu Makromolekülen op der Uewerfläch vun Nanopartikelen (ënnescht Zeil an der Figur 4), déi elo als d'Bildung vu biomolekuläre Corona am Kierper verstane gëtt.49