सिल्वर न्यानोपार्टिकल्स (AgNPs) लाई विभिन्न रोगजनक नियन्त्रण गर्न सम्भावित उपयोगी उपकरण मानिन्छ।यद्यपि, वातावरणीय मिडियामा AgNPs को रिलीजको बारेमा चिन्ताहरू छन्, किनकि यसले प्रतिकूल मानव स्वास्थ्य र पारिस्थितिक प्रभावहरू उत्पन्न गर्न सक्छ।यस अध्ययनमा, हामीले विभिन्न आकारका AgNPs (AgNP-MHCs) ले सजाइएको उपन्यास माइक्रोमिटर आकारको चुम्बकीय हाइब्रिड कोलोइड (MHC) को विकास र मूल्याङ्कन गर्यौं।कीटाणुशोधनको लागि लागू गरिसकेपछि, यी कणहरू सजिलैसँग तिनीहरूको चुम्बकीय गुणहरू प्रयोग गरेर वातावरणीय मिडियाबाट पुन: प्राप्त गर्न सकिन्छ र भाइरल रोगजनकहरूलाई निष्क्रिय पार्न प्रभावकारी रहन्छन्।हामीले ब्याक्टेरियोफेज ϕX174, मुरिन नोरोभाइरस (MNV), र adenovirus serotype 2 (AdV2) लाई निष्क्रिय पार्न AgNP-MHCs को प्रभावकारिता मूल्याङ्कन गर्‍यौं।यी लक्षित भाइरसहरू 1, 3, र 6 घन्टाका लागि 25 डिग्री सेल्सियसमा AgNP-MHCs मा परेका थिए र त्यसपछि प्लेक परख र वास्तविक-समय TaqMan PCR द्वारा विश्लेषण गरियो।AgNP-MHCs लाई विभिन्न वातावरणीय परिस्थितिहरूमा तिनीहरूको एन्टिभाइरल प्रभावहरू मूल्याङ्कन गर्न pH स्तरहरूको विस्तृत दायरा र ट्याप र सतहको पानीमा पर्दाफास गरिएको थियो।परीक्षण गरिएका तीन प्रकारका AgNP-MHCs मध्ये, Ag30-MHCs ले भाइरसहरूलाई निष्क्रिय पार्नको लागि उच्चतम प्रभावकारिता देखाएको छ।ϕX174 र MNV 1 h को लागि 4.6 × 109 Ag30-MHCs/ml मा एक्सपोजर पछि 2 log10 भन्दा बढीले घटाइयो।यी परिणामहरूले संकेत गरे कि AgNP-MHCs वातावरणमा सम्भावित रिलिजको न्यूनतम मौकाको साथ भाइरल रोगजनकहरूलाई निष्क्रिय गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।

न्यानो टेक्नोलोजीमा भर्खरको प्रगतिको साथ, न्यानो कणहरूले जैव प्रविधि, चिकित्सा, र सार्वजनिक स्वास्थ्य (1,2)।तिनीहरूको उच्च सतह-देखि-भोल्युम अनुपातको कारण, न्यानो-साइज सामग्रीहरू, सामान्यतया 10 देखि 500 ​​एनएम सम्म, ठूला सामग्रीहरूको तुलनामा अद्वितीय भौतिक रासायनिक गुणहरू हुन्छन् (1)।न्यानोमटेरियलहरूको आकार र आकार नियन्त्रण गर्न सकिन्छ, र निश्चित कार्यात्मक समूहहरूलाई तिनीहरूको सतहहरूमा संयुग्मित गर्न सकिन्छ निश्चित प्रोटीनहरू वा इन्ट्रासेलुलर अपटेक (इन्ट्रासेलुलर अपटेक) सँग अन्तरक्रिया सक्षम गर्न।3,-5).

सिल्वर न्यानो पार्टिकल्स (AgNPs) लाई एन्टिमाइक्रोबियल एजेन्टको रूपमा व्यापक रूपमा अध्ययन गरिएको छ (6)।चाँदी राम्रो कटलरी को निर्माण मा, सजावट को लागी, र चिकित्सीय एजेन्टहरु मा प्रयोग गरिन्छ।चाँदीको यौगिकहरू जस्तै चाँदीको सल्फाडियाजिन र केही नुनहरू घाउको हेरचाह उत्पादनको रूपमा र तिनीहरूको एन्टिमाइक्रोबियल गुणहरूको कारणले संक्रामक रोगहरूको उपचारको रूपमा प्रयोग गरिन्छ (6,7)।भर्खरैका अध्ययनहरूले पत्ता लगाएका छन् कि AgNPs विभिन्न प्रकारका ब्याक्टेरिया र भाइरसहरूलाई निष्क्रिय पार्नको लागि धेरै प्रभावकारी छन् (8,-11)।AgNPs र Ag+ आयनहरू AgNPs बाट निस्कन्छ, DNA, RNA, र प्रोटिनहरू सहित फस्फोरस- वा सल्फर युक्त बायोमोलिक्युलहरूसँग प्रत्यक्ष अन्तरक्रिया गर्दछ।12,-14)।तिनीहरूले प्रतिक्रियाशील अक्सिजन प्रजातिहरू (ROS) उत्पन्न गर्न पनि देखाइएको छ, जसले सूक्ष्मजीवहरूमा झिल्ली क्षति पुर्‍याउँछ (15)।AgNPs को आकार, आकार र एकाग्रता पनि महत्त्वपूर्ण कारकहरू हुन् जसले तिनीहरूको एन्टिमाइक्रोबियल क्षमताहरूलाई असर गर्छ (8,10,13,16,17).

अघिल्लो अध्ययनहरूले पनि धेरै समस्याहरू हाइलाइट गरेको छ जब AgNPs पानी वातावरणमा रोगजनक नियन्त्रण गर्न प्रयोग गरिन्छ।पहिलो, पानीमा भाइरल रोगजनकहरूलाई निष्क्रिय पार्न AgNPs को प्रभावकारितामा अवस्थित अध्ययनहरू सीमित छन्।थप रूपमा, मोनोडिस्पर्स्ड AgNPs सामान्यतया कण-कण एकत्रीकरणको अधीनमा हुन्छन् किनभने तिनीहरूको सानो आकार र ठूलो सतह क्षेत्र, र यी समुच्चयहरूले माइक्रोबियल रोगजनकहरू विरुद्ध AgNPs को प्रभावकारिता कम गर्दछ।7)।अन्तमा, AgNP लाई विभिन्न साइटोटोक्सिक प्रभावहरू देखाइएको छ (5,18,-20), र पानीको वातावरणमा AgNPs को रिलीजले मानव स्वास्थ्य र पारिस्थितिक समस्याहरू निम्त्याउन सक्छ।

भर्खरै, हामीले एक उपन्यास माइक्रोमिटर आकारको चुम्बकीय हाइब्रिड कोलोइड (MHC) विकास गरेका छौं जुन विभिन्न आकारका AgNPs (21,22)।MHC कोर वातावरणबाट AgNP कम्पोजिटहरू पुनःप्राप्त गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।हामीले MHCs (AgNP-MHCs) मा ब्याक्टेरियोफेज ϕX174, murine norovirus (MNV), र adenovirus प्रयोग गरेर विभिन्न वातावरणीय अवस्थाहरूमा यी चाँदीको न्यानो कणहरूको एन्टिभाइरल प्रभावकारिता मूल्याङ्कन गर्‍यौं।

ब्याक्टेरियोफेज ϕX174 (a), MNV (b), र AdV2 (c) विरुद्ध विभिन्न सांद्रताहरूमा AgNP-MHCs को एन्टिभाइरल प्रभावहरू।टार्गेट भाइरसहरूलाई AgNP-MHCs को विभिन्न सांद्रताहरू र OH-MHCs (4.6 × 109 कण/ml) लाई नियन्त्रणको रूपमा, एक हल्लाउने इन्क्यूबेटर (150 rpm, 1 h, 25°C) मा उपचार गरियो।जीवित भाइरसहरू मापन गर्न प्लेक परख विधि प्रयोग गरिएको थियो।मानहरू तीन स्वतन्त्र प्रयोगहरूबाट ± मानक विचलन (SD) हुन्।तारा चिन्हहरूले महत्त्वपूर्ण रूपमा फरक मानहरू संकेत गर्दछ (P<0.05 डन्नेटको परीक्षणको साथ एकतर्फी ANOVA द्वारा)।

यस अध्ययनले देखाएको छ कि AgNP-MHC हरू ब्याक्टेरियोफेजहरू र MNV, मानव नोरोभाइरसको लागि सरोगेट, पानीमा निष्क्रिय पार्न प्रभावकारी छन्।थप रूपमा, AgNP-MHCs सजिलैसँग चुम्बकको साथ पुन: प्राप्त गर्न सकिन्छ, प्रभावकारी रूपमा वातावरणमा सम्भावित विषाक्त AgNPs को रिलीजलाई रोक्न।पहिलेका धेरै अध्ययनहरूले देखाएको छ कि AgNPs को एकाग्रता र कण आकार लक्षित सूक्ष्मजीवलाई निष्क्रिय पार्नको लागि महत्वपूर्ण कारकहरू हुन्।8,16,17)।AgNPs को antimicrobial प्रभाव पनि सूक्ष्मजीव को प्रकार मा निर्भर गर्दछ।ϕX174 निष्क्रिय पार्न AgNP-MHCs को प्रभावकारिताले खुराक-प्रतिक्रिया सम्बन्धलाई पछ्यायो।परीक्षण गरिएका AgNP-MHCs मध्ये, Ag30-MHCs को ϕX174 र MNV लाई निष्क्रिय पार्नको लागि उच्च प्रभावकारिता थियो।MNV का लागि, Ag30-MHCs ले मात्र एन्टिभाइरल गतिविधि प्रदर्शन गर्‍यो, अन्य AgNP-MHCs ले MNV को कुनै महत्त्वपूर्ण निष्क्रियता उत्पन्न गर्दैन।कुनै पनि AgNP-MHCs सँग AdV2 विरुद्ध कुनै महत्त्वपूर्ण एन्टिभाइरल गतिविधि थिएन।

कण आकारको अतिरिक्त, AgNP-MHCs मा चाँदीको एकाग्रता पनि महत्त्वपूर्ण थियो।चाँदीको एकाग्रता AgNP-MHCs को एन्टिभाइरल प्रभावहरूको प्रभावकारिता निर्धारण गर्न देखा पर्‍यो।Ag07-MHCs र Ag30-MHCs को समाधानमा 4.6 × 109 कण/ml मा चाँदीको सांद्रता क्रमशः 28.75 ppm र 200 ppm थियो, र एन्टिभाइरल गतिविधिको स्तरसँग सम्बन्धित थियो।तालिका २परीक्षण गरिएको AgNP-MHCs को चाँदीको सांद्रता र सतह क्षेत्रहरूको सारांश दिन्छ।Ag07-MHCs ले सबैभन्दा कम एन्टिभाइरल गतिविधि प्रदर्शन गर्‍यो र सबैभन्दा कम चाँदीको सांद्रता र सतह क्षेत्र थियो, सुझाव दिन्छ कि यी गुणहरू AgNP-MHCs को एन्टिभाइरल गतिविधिसँग सम्बन्धित छन्।

हाम्रो अघिल्लो अध्ययनले संकेत गर्‍यो कि AgNP-MHCs को प्रमुख एन्टिमाइक्रोबियल मेकानिजमहरू माइक्रोबियल झिल्लीहरूबाट Mg2+ वा Ca2+ आयनको रासायनिक अमूर्तता, झिल्लीमा अवस्थित थिओल समूहहरूको साथ कम्प्लेक्सहरूको सिर्जना, र प्रतिक्रियाशील अक्सिजन प्रजातिहरू (ROS) को उत्पादन हुन्।21)।किनकी AgNP-MHC सँग तुलनात्मक रूपमा ठूलो कण आकार (∼ 500 nm), तिनीहरूले भाइरल क्याप्सिड छिर्न सक्ने सम्भावना छैन।यसको सट्टा, AgNP-MHC हरू भाइरल सतह प्रोटीनहरूसँग अन्तरक्रिया गरेको देखिन्छ।कम्पोजिटहरूमा AgNPs ले भाइरसहरूको कोट प्रोटीनहरूमा एम्बेडेड थिओल समूह-युक्त बायोमोलिक्युलहरू बाँध्ने प्रवृत्ति हुन्छ।तसर्थ, भाइरल क्याप्सिड प्रोटिनहरूको बायोकेमिकल गुणहरू AgNP-MHCs प्रति तिनीहरूको संवेदनशीलता निर्धारण गर्न महत्त्वपूर्ण छन्।चित्र १AgNP-MHCs को प्रभावहरूमा भाइरसहरूको विभिन्न संवेदनशीलता देखाउँछ।ब्याक्टेरियोफेज ϕX174 र MNV AgNP-MHCs को लागी संवेदनशील थिए, तर AdV2 प्रतिरोधी थियो।AdV2 को उच्च प्रतिरोध स्तर यसको आकार र संरचना संग सम्बन्धित हुन सक्छ।Adenoviruses 70 देखि 100 nm सम्मको साइजमा (30, तिनीहरूलाई ϕX174 (27 देखि 33 nm) र MNV (28 देखि 35 nm) भन्दा धेरै ठूलो बनाउँदै (31,32)।तिनीहरूको ठूलो आकारको अतिरिक्त, एडेनोभाइरसहरूमा अन्य भाइरसहरू भन्दा फरक डबल-स्ट्र्यान्ड डीएनए हुन्छ, र विभिन्न वातावरणीय तनावहरू जस्तै गर्मी र पराबैंगनी विकिरण (33,34)।हाम्रो अघिल्लो अध्ययनले रिपोर्ट गरेको छ कि MS2 को लगभग 3-log10 कटौती Ag30-MHCs को साथ 6 घण्टा भित्र भएको थियो (21)।MS2 र ϕX174 सँग विभिन्न प्रकारका न्यूक्लिक एसिड (RNA वा DNA) सँग समान आकारहरू छन् तर Ag30-MHCs द्वारा निष्क्रियताको समान दरहरू छन्।त्यसैले, न्यूक्लिक एसिडको प्रकृति AgNP-MHCs को प्रतिरोधको लागि प्रमुख कारक जस्तो देखिदैन।यसको सट्टा, भाइरल कणको आकार र आकार बढी महत्त्वपूर्ण देखिन्छ, किनभने एडेनोभाइरस धेरै ठूलो भाइरस हो।Ag30-MHCs ले 6 घन्टा (हाम्रो अप्रकाशित डाटा) भित्र M13 को लगभग 2-log10 कटौती हासिल गर्यो।M13 एकल-स्ट्र्यान्ड डीएनए भाइरस हो (35) र ∼ 880 nm लम्बाइ र 6.6 nm व्यास (36)।फिलामेन्टस ब्याक्टेरियोफेज M13 को निष्क्रियताको दर साना, राउन्ड-संरचित भाइरसहरू (MNV, ϕX174, र MS2) र ठूलो भाइरस (AdV2) को बीचमा मध्यवर्ती थियो।

हालको अध्ययनमा, MNV को निष्क्रियता गतिविज्ञान प्लाक परख र RT-PCR परखमा उल्लेखनीय रूपमा फरक थियो (चित्र २ खरandc) c)।RT-PCR जस्ता आणविक परीक्षणहरू भाइरसहरूको निष्क्रियता दरलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा कम आँकलन गर्न जानिन्छ (25,28), जस्तै हाम्रो अध्ययनमा फेला पर्यो।किनकी AgNP-MHCs ले मुख्यतया भाइरल सतहसँग अन्तरक्रिया गर्दछ, तिनीहरूले भाइरल न्यूक्लिक एसिडको सट्टा भाइरल कोट प्रोटीनहरूलाई क्षति पुर्‍याउने सम्भावना बढी हुन्छ।त्यसकारण, भाइरल न्यूक्लिक एसिड मापन गर्नको लागि RT-PCR परखले भाइरसहरूको निष्क्रियतालाई महत्त्वपूर्ण रूपमा कम गर्न सक्छ।Ag+ आयनहरूको प्रभाव र प्रतिक्रियाशील अक्सिजन प्रजातिहरू (ROS) परीक्षण गरिएका भाइरसहरूको निष्क्रियताको लागि जिम्मेवार हुनुपर्छ।यद्यपि, AgNP-MHCs को एन्टिभाइरल मेकानिजमका धेरै पक्षहरू अझै अस्पष्ट छन्, र AdV2 को उच्च प्रतिरोधको संयन्त्रलाई स्पष्ट गर्न बायोटेक्नोलोजिकल दृष्टिकोणहरू प्रयोग गरेर थप अनुसन्धान आवश्यक छ।

अन्तमा, हामीले Ag30-MHCs को एन्टिभाइरल गतिविधिको मजबुतता मूल्याङ्कन गर्‍यौं।चित्र ३रर ४) ४)।अत्यधिक कम pH अवस्थाहरूमा एक्सपोजरले MHC (अप्रकाशित डाटा) बाट AgNPs को भौतिक र/वा कार्यात्मक हानिको परिणामस्वरूप।गैर-विशिष्ट कणहरूको उपस्थितिमा, Ag30-MHCs ले लगातार एन्टिभाइरल गतिविधि प्रदर्शन गर्‍यो, MS2 विरुद्ध एन्टिभाइरल गतिविधिमा गिरावटको बावजुद।अत्यधिक टर्बिड सतहको पानीमा Ag30-MHCs र nonspecific कणहरू बीचको अन्तरक्रियाको कारणले एन्टिभाइरल गतिविधिमा कमी आएको हुन सक्छ।तालिका ३)।तसर्थ, विभिन्न प्रकारका पानीमा AgNP-MHCs को क्षेत्रीय मूल्याङ्कन (जस्तै, विभिन्न नुन सांद्रता वा ह्युमिक एसिडको साथ) भविष्यमा गरिनुपर्छ।

निष्कर्षमा, नयाँ Ag कम्पोजिटहरू, AgNP-MHCs, ϕX174 र MNV सहित धेरै भाइरसहरू विरुद्ध उत्कृष्ट एन्टिभाइरल क्षमताहरू छन्।AgNP-MHCs ले विभिन्न वातावरणीय अवस्थाहरूमा बलियो प्रभावकारिता कायम राख्छ, र यी कणहरूलाई चुम्बक प्रयोग गरेर सजिलै पुन: प्राप्त गर्न सकिन्छ, जसले गर्दा मानव स्वास्थ्य र वातावरणमा तिनीहरूको सम्भावित हानिकारक प्रभावहरू कम हुन्छ।यस अध्ययनले देखाएको छ कि AgNP कम्पोजिट महत्त्वपूर्ण पारिस्थितिक जोखिम बिना विभिन्न वातावरणीय सेटिङहरूमा प्रभावकारी एन्टिभाइरल हुन सक्छ।