Нанозарраҳои нуқра (AgNPs) як воситаи эҳтимолан муфид барои мубориза бо патогенҳои гуногун ҳисобида мешаванд.Бо вуҷуди ин, нигарониҳо дар бораи паҳншавии AgNPs ба васоити экологӣ вуҷуд доранд, зеро онҳо метавонанд ба саломатии инсон ва экологӣ таъсири манфӣ расонанд.Дар ин таҳқиқот, мо як коллоиди магнитии гибридии микрометрии (MHC) наверо таҳия ва арзёбӣ кардем, ки бо AgNPs (AgNP-MHCs) андозаашон гуногун оро дода шудааст.Пас аз истифода барои безараргардонӣ, ин зарраҳоро бо истифода аз хосиятҳои магнитии худ аз муҳити атроф ба осонӣ барқарор кардан мумкин аст ва барои ғайрифаъол кардани микроорганизмҳои вирусӣ самаранок боқӣ мемонанд.Мо самаранокии AgNP-MHC-ро барои ғайрифаъол кардани бактериофаги ϕX174, норовируси мурӣ (MNV) ва серотипи аденовируси 2 (AdV2) арзёбӣ кардем.Ин вирусҳои мақсаднок ба AgNP-MHCs барои 1, 3 ва 6 соат дар 25 ° C дучор шуданд ва сипас тавассути таҳлили лавҳа ва PCR дар вақти воқеӣ TaqMan таҳлил карда шуданд.AgNP-MHCҳо ба доираи васеи сатҳҳои рН ва обҳои обӣ ва рӯизаминӣ барои арзёбии таъсири зиддивирусии онҳо дар шароити гуногуни муҳити зист дучор шуданд.Дар байни се намуди AgNP-MHC-ҳои санҷидашуда, Ag30-MHCs самаранокии баландтаринро барои ғайрифаъол кардани вирусҳо нишон доданд.ϕX174 ва MNV пас аз таъсири 4,6 × 109 Ag30-MHCs/ml барои 1 соат зиёда аз 2 log10 кам карда шуданд.Ин натиҷаҳо нишон доданд, ки AgNP-MHCs метавонанд барои ғайрифаъол кардани микроорганизмҳои вирусӣ бо имконияти ҳадди ақали паҳншавии эҳтимолӣ ба муҳити зист истифода шаванд.

Бо пешрафтҳои охирин дар нанотехнология, нанозаррачаҳо дар саросари ҷаҳон дар соҳаҳои биотехнология, тиб ва саломатии аҳолӣ таваҷҷӯҳи бештар пайдо мекунанд (1,2).Аз сабаби таносуби баланди сатҳи рӯи ҳаҷм, маводи наноҳаҷм, ки маъмулан аз 10 то 500 нм мебошанд, дар муқоиса бо масолеҳи калонтар хосиятҳои физикию кимиёвии беназир доранд (1).Шакл ва андозаи наноматериалҳоро назорат кардан мумкин аст ва гурӯҳҳои мушаххаси функсионалӣ метавонанд дар рӯи онҳо пайваст карда шаванд, то таъсири мутақобила бо сафедаҳои муайян ё азхудкунии дохили ҳуҷайраро таъмин кунанд (3,–5).

Нанозарраҳои нуқра (AgNPs) ҳамчун агенти зиддимикробӣ васеъ омӯхта шудаанд (6).Нуқра дар сохтани асбобҳои зебо, барои ороиш ва дар воситаҳои табобатӣ истифода мешавад.Пайвастҳои нуқра ба монанди сульфадиазини нуқра ва баъзе намакҳо аз сабаби хосиятҳои зиддимикробӣ ҳамчун маҳсулоти нигоҳубини захмҳо ва табобати бемориҳои сироятӣ истифода мешаванд (6,7).Тадқиқотҳои охирин нишон доданд, ки AgNPs барои ғайрифаъол кардани намудҳои гуногуни бактерияҳо ва вирусҳо хеле самаранок мебошанд (8,–11).AgNPs ва ионҳои Ag+, ки аз AgNPҳо ҷудо мешаванд, мустақиман бо биомолекулаҳои дорои фосфор ё сулфур, аз ҷумла ДНК, РНК ва сафедаҳо амал мекунанд.12,–14).Онҳо инчунин нишон дода шудаанд, ки намудҳои реактивии оксигенро (ROS) тавлид мекунанд, ки боиси осеби мембрана дар микроорганизмҳо мешаванд (15).Андоза, шакл ва консентратсияи AgNPs инчунин омилҳои муҳиме мебошанд, ки ба қобилияти зиддимикробӣ таъсир мерасонанд (8,10,13,16,17).

Тадқиқотҳои қаблӣ инчунин якчанд мушкилотро ҳангоми истифодаи AgNPs барои мубориза бо микроорганизмҳо дар муҳити об таъкид карданд.Аввалан, тадқиқотҳои мавҷуда оид ба самаранокии AgNPs барои ғайрифаъол кардани микроорганизмҳои вирусӣ дар об маҳдуданд.Илова бар ин, AgNP-ҳои монодисперсӣ одатан аз сабаби андозаи хурд ва масоҳати зиёди онҳо ба агрегатсияи заррачаҳо дучор мешаванд ва ин агрегатҳо самаранокии AgNP-ро бар зидди микробҳои патогенӣ коҳиш медиҳанд (7).Ниҳоят, AgNPҳо нишон доданд, ки таъсири гуногуни ситотоксикӣ доранд (5,18,–20) ва паҳншавии AgNPs ба муҳити об метавонад боиси саломатии инсон ва мушкилоти экологӣ гардад.

Ба наздикӣ, мо як коллоиди гибридии магнитии микрометрӣ (MHC)-ро таҳия кардем, ки бо AgNP-ҳои андозаҳои гуногун оро дода шудааст (21,22).Асоси MHC метавонад барои барқарор кардани композитҳои AgNP аз муҳити зист истифода шавад.Мо самаранокии антивирусии ин нанозаррачаҳои нуқраро дар MHCs (AgNP-MHCs) бо истифода аз бактериофаги ϕX174, норовируси мурӣ (MNV) ва аденовирус дар шароити гуногуни муҳити зист арзёбӣ кардем.

Таъсири зиддивирусии AgNP-MHCs дар консентратсияи гуногун бар зидди бактериофаги ϕX174 (a), MNV (b) ва AdV2 (c).Вирусҳои мақсаднок бо консентратсияи гуногуни AgNP-MHCs ва бо OH-MHCs (4,6 × 109 зарра/мл) ҳамчун назорат дар инкубатори ларзиш (150 чархзанӣ, 1 соат, 25 ° C) коркард карда шуданд.Усули таҳлили плак барои чен кардани вирусҳои зиндамонда истифода мешуд.Арзишҳо маънои ± инҳирофҳои стандартӣ (SD) аз се таҷрибаи мустақил мебошанд.Ситораҳо арзишҳои ба таври назаррас гуногунро нишон медиҳанд (P< 0.05 бо яктарафа ANOVA бо санҷиши Даннет).

Ин тадқиқот нишон дод, ки AgNP-MHCs барои ғайрифаъол кардани бактериофагҳо ва MNV, суррогат барои норовируси инсон дар об самаранок мебошанд.Илова бар ин, AgNP-MHC-ҳоро бо магнит ба осонӣ барқарор кардан мумкин аст, ки ба таври муассир баровардани AgNP-ҳои эҳтимолан заҳролудро ба муҳити зист пешгирӣ мекунад.Як қатор тадқиқотҳои қаблӣ нишон доданд, ки консентратсия ва андозаи зарраҳои AgNPs омилҳои муҳим барои ғайрифаъол кардани микроорганизмҳои мақсаднок мебошанд (8,16,17).Таъсири зиддимикробии AgNPs инчунин аз намуди микроорганизм вобаста аст.Самаранокии AgNP-MHCs барои ғайрифаъол кардани ϕX174 муносибати вокуниш ба вокунишро пайгирӣ кард.Дар байни AgNP-MHC-ҳои санҷидашуда, Ag30-MHCs барои ғайрифаъол кардани ϕX174 ва MNV самаранокии баландтар доштанд.Барои MNV, танҳо Ag30-MHCҳо фаъолияти зиддивирусиро нишон доданд, дар ҳоле ки дигар AgNP-MHCҳо ягон ғайрифаъолияти назарраси MNV-ро тавлид намекунанд.Ҳеҷ яке аз AgNP-MHCҳо бар зидди AdV2 ягон фаъолияти назарраси антивирусӣ надоштанд.

Илова ба андозаи зарраҳо, консентратсияи нуқра дар AgNP-MHCs низ муҳим буд.Консентратсияи нуқра барои муайян кардани самаранокии таъсири зиддивирусии AgNP-MHCs пайдо шуд.Консентратсияи нуқра дар маҳлулҳои Ag07-MHCs ва Ag30-MHCs дар 4,6 × 109 зарра/мл мутаносибан 28,75 ppm ва 200 ppm буд ва бо сатҳи фаъолияти зиддивирусӣ алоқаманд буд.Ҷадвали 2консентратсияи нуқра ва майдони сатҳи AgNP-MHC-ҳои санҷидашударо ҷамъбаст мекунад.Ag07-MHCs пасттарин фаъолияти зиддивирусиро нишон доданд ва консентратсияи нуқра ва масоҳати сатҳи пасттарин доштанд, ки ин хосиятҳо ба фаъолияти зиддивирусии AgNP-MHCs алоқаманданд.

Тадқиқоти қаблии мо нишон дод, ки механизмҳои асосии зиддимикробӣ AgNP-MHCs ин абстракцияи кимиёвии ионҳои Mg2+ ё Ca2+ аз мембранаҳои микробҳо, эҷоди комплексҳо бо гурӯҳҳои тиол дар мембранаҳо ва тавлиди намудҳои реактивии оксиген (ROS) мебошанд.21).Азбаски AgNP-MHCs андозаи заррачаҳои нисбатан калон доранд (~500 нм), аз эҳтимол дур нест, ки онҳо ба капсиди вирусӣ ворид шаванд.Ба ҷои ин, AgNP-MHCҳо бо сафедаҳои сатҳи вирусӣ ҳамкорӣ мекунанд.AgNPs дар композитҳо майл доранд, ки биомолекулаҳои тиол доранд, ки дар сафедаҳои куртаи вирусҳо ҷойгир шудаанд, пайваст шаванд.Аз ин рӯ, хосиятҳои биохимиявии сафедаҳои капсиди вирусӣ барои муайян кардани ҳассосияти онҳо ба AgNP-MHC муҳиманд.Расми 1ҳассосияти гуногуни вирусҳоро ба таъсири AgNP-MHCs нишон медиҳад.Бактериофагҳои ϕX174 ва MNV ба AgNP-MHCҳо ҳассос буданд, аммо AdV2 тобовар буд.Сатҳи баланди муқовимати AdV2 эҳтимолан бо андоза ва сохтори он алоқаманд аст.Андозаи аденовирусҳо аз 70 то 100 нм мебошанд.30), онҳоро аз ϕX174 (27 то 33 нм) ва MNV (28 то 35 нм) хеле калонтар месозад (31,32).Илова бар андозаи калонашон, аденовирусҳо бар хилофи дигар вирусҳо ДНК-и дуқабата доранд ва ба фишорҳои гуногуни муҳити зист, аз қабили гармӣ ва радиатсияи ултрабунафш тобовар мебошанд.33,34).Таҳқиқоти қаблии мо гузориш дод, ки тақрибан 3-log10 камшавии MS2 бо Ag30-MHCs дар давоми 6 соат рух додааст (21).MS2 ва ϕX174 бо намудҳои гуногуни кислотаи нуклеинӣ (РНК ё ДНК) андозаҳои шабеҳ доранд, аммо суръати якхелаи ғайрифаъолшавӣ аз ҷониби Ag30-MHC доранд.Аз ин рӯ, табиати кислотаи нуклеинӣ омили асосии муқовимат ба AgNP-MHC ба назар намерасад.Ба ҷои ин, андоза ва шакли зарраҳои вирусӣ муҳимтар ба назар мерасид, зеро аденовирус як вируси хеле калонтар аст.Ag30-MHCs тақрибан 2-log10 камшавии M13-ро дар тӯли 6 соат ба даст оварданд (маълумоти нашрнашудаи мо).M13 як вируси ДНК аст (35) ва дарозии ~880 нм ва диаметраш 6,6 нм (36).Суръати ғайрифаъолшавии бактериофаги филаменти M13 дар байни вирусҳои хурди мудаввар (MNV, ϕX174 ва MS2) ва вируси калон (AdV2) фосилавӣ буд.

Дар таҳқиқоти мазкур, кинетикаи ғайрифаъолкунии MNV дар таҳлили плак ва таҳлили RT-PCR ба таври назаррас фарқ мекард (Расми 2бвава в).c).Таҳлилҳои молекулавӣ ба монанди RT-PCR маълуманд, ки суръати ғайрифаъолшавии вирусҳоро ба таври назаррас кам арзёбӣ мекунанд (25,28), чунон ки дар тадкикоти мо маълум гардид.Азбаски AgNP-MHCҳо асосан бо сатҳи вирусҳо мутақобила мекунанд, онҳо эҳтимоли бештар ба сафедаҳои куртаи вирусиро вайрон мекунанд, на кислотаҳои нуклеинҳои вирусӣ.Аз ин рӯ, таҳлили RT-PCR барои чен кардани кислотаи нуклеини вирусӣ метавонад ғайрифаъолшавии вирусҳоро ба таври назаррас кам арзёбӣ кунад.Таъсири ионҳои Ag+ ва тавлиди намудҳои реактивии оксиген (ROS) бояд барои ғайрифаъолкунии вирусҳои санҷидашуда масъул бошад.Бо вуҷуди ин, бисёр ҷанбаҳои механизмҳои зиддивирусии AgNP-MHCs то ҳол норавшананд ва таҳқиқоти минбаъда бо истифода аз равишҳои биотехнологӣ барои равшан кардани механизми муқовимати баланди AdV2 талаб карда мешавад.

Ниҳоят, мо устувории фаъолияти зиддивирусии Ag30-MHC-ҳоро тавассути фош кардани онҳо ба доираи васеи арзишҳои рН ва намунаҳои об ва обҳои рӯизаминӣ пеш аз чен кардани фаъолияти зиддивирусии онҳо арзёбӣ кардем (Расми 3вава 4).4).Таъсир ба шароити хеле пасти рН боиси талафоти ҷисмонӣ ва/ё функсионалии AgNPs аз MHC гардид (маълумоти нашрнашуда).Дар ҳузури зарраҳои ғайримуқаррарӣ, Ag30-MHCs, сарфи назар аз коҳиши фаъолияти зиддивирусӣ бар зидди MS2 пайваста фаъолияти зиддивирусиро нишон медоданд.Фаъолияти зиддивирусӣ дар обҳои рӯизаминии филтрнашуда пасттарин буд, зеро таъсири мутақобилаи байни Ag30-MHC ва зарраҳои ғайримуқаррарӣ дар обҳои рӯизаминии хеле булуғ, эҳтимолан боиси коҳиши фаъолияти зиддивирусӣ гардад (Ҷадвали 3).Аз ин рӯ, дар оянда арзёбии саҳроии AgNP-MHC-ҳо дар намудҳои гуногуни об (масалан, бо консентратсияи намак ё кислотаи гумус) бояд анҷом дода шавад.

Хулоса, композитҳои нави Ag, AgNP-MHCs, бар зидди якчанд вирусҳо, аз ҷумла ϕX174 ва MNV дорои қобилиятҳои аълои антивирусӣ мебошанд.AgNP-MHCҳо дар шароити гуногуни муҳити зист самаранокии қавӣ доранд ва ин зарраҳоро бо истифода аз магнит ба осонӣ барқарор кардан мумкин аст ва ба ин васила таъсири эҳтимолии зараровари онҳоро ба саломатии инсон ва муҳити зист коҳиш медиҳад.Тадқиқоти мазкур нишон дод, ки таркиби AgNP метавонад дар муҳити гуногуни муҳити зист, бидуни хатарҳои назарраси экологӣ як антивируси муассир бошад.