جاوا اسکرپٹ فی الحال آپ کے براؤزر میں غیر فعال ہے۔جاوا اسکرپٹ کو غیر فعال کرنے پر، اس ویب سائٹ کے کچھ فنکشن کام نہیں کریں گے۔
اپنی مخصوص تفصیلات اور دلچسپی کی مخصوص دوائیں رجسٹر کریں، اور ہم اپنے وسیع ڈیٹا بیس میں مضامین کے ساتھ آپ کی فراہم کردہ معلومات سے میل کریں گے اور بروقت آپ کو ای میل کے ذریعے پی ڈی ایف کاپی بھیجیں گے۔
کیا چھوٹے نینو پارٹیکلز ہمیشہ بہتر ہوتے ہیں؟حیاتیاتی لحاظ سے متعلقہ حالات میں چاندی کے نینو پارٹیکلز کے سائز پر منحصر جمع کے حیاتیاتی اثرات کو سمجھیں۔
مصنفین: Bélteky P، Rónavári A، Zakupszky D، Boka E، Igaz N، Szerencsés B، Pfeiffer I، Vágvölgyi C، Kiricsi M، Kónya Z
پیٹر بیلٹیکی، 1، آندریا روناوری، 1، ڈلما زاکوپسزکی، 1 ایسٹر بوکا، 1 نورا آئیگاز، 2 بیٹینا سیرینسیز، 3 ایلونا فیفر، 3 کاسابا واگولگی، 3 مونیکا کریسی آف انوائرنمنٹل کیمسٹری، سائنس برائے سائنس اور ہیونگ سائنس، , Szeged یونیورسٹی;2 شعبہ حیاتیات اور مالیکیولر بیالوجی، فیکلٹی آف سائنس اینڈ انفارمیشن، یونیورسٹی آف سیزڈ، ہنگری؛3 شعبہ مائیکرو بایولوجی، فیکلٹی آف سائنس اینڈ انفارمیشن، یونیورسٹی آف سیزڈ، ہنگری؛4MTA-SZTE Reaction Kinetics and Surface Chemistry Research Group, Szeged, Hungary* ان مصنفین نے اس کام میں برابر کا حصہ ڈالا۔مواصلات: Zoltán Kónya ڈیپارٹمنٹ آف اپلائیڈ اینڈ انوائرنمنٹ کیمسٹری، فیکلٹی آف سائنس اینڈ انفارمیٹکس، یونیورسٹی آف سیزڈ، ریریچ اسکوائر 1، سیزڈ، H-6720، ہنگری فون +36 62 544620 ای میل [ای میل تحفظ] مقصد: سلور نینو پارٹکس ہیں سب سے زیادہ پڑھے جانے والے نینو میٹریلز میں سے ایک، خاص طور پر ان کے بائیو میڈیکل ایپلی کیشنز کی وجہ سے۔تاہم، نینو پارٹیکلز کے جمع ہونے کی وجہ سے، ان کی بہترین سائٹوٹوکسٹی اور اینٹی بیکٹیریل سرگرمی اکثر حیاتیاتی میڈیا میں سمجھوتہ کی جاتی ہے۔اس کام میں، 10، 20، اور 50 nm کے اوسط قطر کے ساتھ تین مختلف سائٹریٹ سے ختم شدہ سلور نینو پارٹیکل نمونوں کے مجموعی رویے اور متعلقہ حیاتیاتی سرگرمیوں کا مطالعہ کیا گیا۔طریقہ: نینو پارٹیکلز کی ترکیب اور خصوصیت کے لیے ٹرانسمیشن الیکٹران مائیکروسکوپ کا استعمال کریں، مختلف pH قدروں، NaCl، گلوکوز اور گلوٹامائن کے ارتکاز کو متحرک روشنی کے بکھرنے اور بالائے بنفشی نظر آنے والے اسپیکٹروسکوپی کے ذریعے ان کے مجموعی رویے کا جائزہ لیں۔اس کے علاوہ، سیل کلچر میں درمیانے درجے کے اجزاء جیسے کہ Dulbecco Eagle Medium اور Fetal Calf Serum میں جمع رویے کو بہتر بناتا ہے۔نتائج: نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ تیزابی پی ایچ اور فزیولوجیکل الیکٹرولائٹ مواد عام طور پر مائیکرون پیمانے پر جمع ہوتا ہے، جس میں بائیو مالیکولر کورونا کی تشکیل کے ذریعے ثالثی کی جا سکتی ہے۔یہ بات قابل غور ہے کہ بڑے ذرات اپنے چھوٹے ہم منصبوں کے مقابلے میں بیرونی اثرات کے خلاف زیادہ مزاحمت کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ان وٹرو سائٹوٹوکسیٹی اور اینٹی بیکٹیریل ٹیسٹ نینو پارٹیکل ایگریگیٹس کے ساتھ خلیوں کا علاج کرکے مختلف جمع مراحل پر کیے گئے۔نتیجہ: ہمارے نتائج سے colloidal استحکام اور AgNPs کے زہریلے ہونے کے درمیان گہرا تعلق ظاہر ہوتا ہے، کیونکہ انتہائی جمع حیاتیاتی سرگرمی کے مکمل نقصان کا باعث بنتا ہے۔بڑے ذرات کے لیے اعلی درجے کی اینٹی ایگریگیشن کا مشاہدہ وٹرو زہریلا پر نمایاں اثر ڈالتا ہے، کیونکہ اس طرح کے نمونے زیادہ انسداد مائکروبیل اور ممالیہ خلیوں کی سرگرمی کو برقرار رکھتے ہیں۔یہ نتائج اس نتیجے پر پہنچتے ہیں کہ متعلقہ لٹریچر میں عمومی رائے کے باوجود، ممکنہ طور پر سب سے چھوٹے نینو پارٹیکلز کو نشانہ بنانا بہترین عمل نہیں ہو سکتا۔مطلوبہ الفاظ: بیج کی ثالثی کی نشوونما، کولائیڈیل استحکام، سائز پر منحصر جمع سلوک، جمع نقصان زہریلا
جیسا کہ نینو میٹریلز کی مانگ اور پیداوار میں اضافہ ہوتا رہتا ہے، ان کی حیاتیاتی حفاظت یا حیاتیاتی سرگرمی پر زیادہ سے زیادہ توجہ دی جاتی ہے۔چاندی کے نینو پارٹیکلز (AgNPs) اپنی بہترین اتپریرک، نظری اور حیاتیاتی خصوصیات کی وجہ سے اس طبقے کے مواد کے عام طور پر ترکیب شدہ، تحقیق شدہ اور استعمال شدہ نمائندوں میں سے ایک ہیں۔1 عام طور پر یہ خیال کیا جاتا ہے کہ نینو میٹریلز (بشمول AgNPs) کی منفرد خصوصیات بنیادی طور پر ان کے بڑے مخصوص سطح کے رقبے سے منسوب ہیں۔لہذا، لامحالہ مسئلہ کوئی بھی ایسا عمل ہے جو اس کلیدی خصوصیت کو متاثر کرتا ہے، جیسے کہ ذرہ کا سائز، سطح کی کوٹنگ یا جمع، چاہے اس سے نینو پارٹیکلز کی خصوصیات کو شدید نقصان پہنچے گا جو مخصوص ایپلی کیشنز کے لیے اہم ہیں۔
ذرہ سائز اور اسٹیبلائزرز کے اثرات ایسے مضامین ہیں جن کو ادب میں نسبتاً اچھی طرح سے دستاویز کیا گیا ہے۔مثال کے طور پر، عام طور پر قبول شدہ نظریہ یہ ہے کہ چھوٹے نینو پارٹیکلز بڑے نینو پارٹیکلز سے زیادہ زہریلے ہوتے ہیں۔2 عام ادب سے ہم آہنگ، ہمارے پچھلے مطالعات نے ممالیہ کے خلیوں اور مائکروجنزموں پر نانو سلور کی سائز پر منحصر سرگرمی کا مظاہرہ کیا ہے۔3-5 سطح کی کوٹنگ ایک اور خصوصیت ہے جو نینو میٹریل کی خصوصیات پر وسیع اثر رکھتی ہے۔صرف اس کی سطح پر اسٹیبلائزرز کو شامل کرنے یا اس میں ترمیم کرنے سے، ایک ہی نینو میٹریل میں بالکل مختلف جسمانی، کیمیائی اور حیاتیاتی خصوصیات ہو سکتی ہیں۔کیپنگ ایجنٹوں کا اطلاق اکثر نینو پارٹیکل ترکیب کے حصے کے طور پر کیا جاتا ہے۔مثال کے طور پر، سائٹریٹ سے ختم شدہ چاندی کے نینو پارٹیکلز تحقیق میں سب سے زیادہ متعلقہ AgNPs میں سے ایک ہیں، جو کہ ایک منتخب سٹیبلائزر محلول میں چاندی کے نمکیات کو رد عمل کے ذریعہ کے طور پر کم کرکے ترکیب کیے جاتے ہیں۔6 سائٹریٹ آسانی سے اپنی کم قیمت، دستیابی، حیاتیاتی مطابقت، اور چاندی کے لیے مضبوط وابستگی کا فائدہ اٹھا سکتا ہے، جس کی عکاسی مختلف مجوزہ تعاملات میں ہوسکتی ہے، الٹ جانے والی سطح کے جذب سے لے کر آئنک تعامل تک۔7,8 کے قریب چھوٹے مالیکیولز اور پولیٹومک آئنز، جیسے سائٹریٹ، پولیمر، پولی الیکٹرولائٹس، اور حیاتیاتی ایجنٹ بھی عام طور پر نینو سلور کو مستحکم کرنے اور اس پر منفرد فنکشنلائزیشن انجام دینے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔9-12
اگرچہ جان بوجھ کر سطح کیپنگ کے ذریعہ نینو پارٹیکلز کی سرگرمی کو تبدیل کرنے کا امکان ایک بہت ہی دلچسپ علاقہ ہے، اس سطح کی کوٹنگ کا بنیادی کردار نہ ہونے کے برابر ہے، جو نینو پارٹیکل سسٹم کے لیے کولائیڈل استحکام فراہم کرتا ہے۔نینو میٹریلز کا بڑا مخصوص سطحی رقبہ بڑی سطح کی توانائی پیدا کرے گا، جو نظام کی کم سے کم توانائی تک پہنچنے کی تھرموڈینامک صلاحیت کو روکتا ہے۔13 مناسب استحکام کے بغیر، یہ نینو میٹریلز کے جمع ہونے کا باعث بن سکتا ہے۔ایگریگیشن مختلف اشکال اور سائز کے ذرات کے مجموعوں کی تشکیل ہے جو اس وقت ہوتی ہے جب منتشر ذرات آپس میں ملتے ہیں اور موجودہ تھرموڈینامک تعامل ذرات کو ایک دوسرے سے چپکنے دیتے ہیں۔لہٰذا، سٹیبلائزرز کا استعمال ذرات کے درمیان ان کی تھرموڈینامک کشش کا مقابلہ کرنے کے لیے کافی بڑی قابل نفرت قوت متعارف کروا کر جمع کو روکنے کے لیے کیا جاتا ہے۔14
اگرچہ نینو پارٹیکلز کے ذریعہ متحرک حیاتیاتی سرگرمیوں کے ضابطے کے تناظر میں ذرہ کے سائز اور سطح کی کوریج کے موضوع کو اچھی طرح سے تلاش کیا گیا ہے، ذرہ جمع ایک بڑی حد تک نظرانداز شدہ علاقہ ہے۔حیاتیاتی لحاظ سے متعلقہ حالات میں نینو پارٹیکلز کے کولائیڈل استحکام کو حل کرنے کے لیے تقریباً کوئی مکمل مطالعہ نہیں ہے۔10,15-17 اس کے علاوہ، یہ شراکت خاص طور پر نایاب ہے، جہاں جمع سے وابستہ زہریلے پن کا بھی مطالعہ کیا گیا ہے، یہاں تک کہ اگر یہ منفی ردعمل کا سبب بن سکتا ہے، جیسے ویسکولر تھرومبوسس، یا مطلوبہ خصوصیات کا نقصان، جیسے اس کی زہریلا، شکل 1.18، 19 میں دکھایا گیا ہے۔درحقیقت، چاندی کے نینو پارٹیکل مزاحمت کے چند معروف میکانزموں میں سے ایک کا تعلق جمع سے ہے، کیونکہ بعض E. coli اور Pseudomonas aeruginosa strains کے بارے میں بتایا جاتا ہے کہ وہ پروٹین flagellin، flagellin کا ​​اظہار کرتے ہوئے اپنی نینو سلور حساسیت کو کم کرتے ہیں۔اس کی چاندی کے لیے ایک اعلی تعلق ہے، اس طرح جمع ہوتا ہے۔20
چاندی کے نینو پارٹیکلز کے زہریلے پن سے متعلق کئی مختلف میکانزم ہیں، اور جمع ان تمام میکانزم کو متاثر کرتا ہے۔AgNP حیاتیاتی سرگرمی کا سب سے زیادہ زیر بحث طریقہ، جسے بعض اوقات "ٹروجن ہارس" میکانزم کہا جاتا ہے، AgNPs کو Ag+ کیریئرز کے طور پر دیکھتا ہے۔1,21 ٹروجن ہارس میکانزم مقامی Ag+ ارتکاز میں بڑے اضافے کو یقینی بنا سکتا ہے، جس سے ROS اور جھلیوں کی تخریب کاری ہوتی ہے۔22-24 اکٹھا ہونا Ag+ کے اخراج کو متاثر کر سکتا ہے، اس طرح زہریلا اثر پڑتا ہے، کیونکہ یہ مؤثر فعال سطح کو کم کر دیتا ہے جہاں چاندی کے آئنوں کو آکسائڈائز اور تحلیل کیا جا سکتا ہے۔تاہم، AgNPs نہ صرف آئن کی رہائی کے ذریعے زہریلا کی نمائش کریں گے۔بہت سے سائز اور مورفولوجی سے متعلق تعاملات پر غور کرنا ضروری ہے۔ان میں، نینو پارٹیکل کی سطح کا سائز اور شکل وضاحتی خصوصیات ہیں۔4,25 ان میکانزم کے مجموعہ کو "حوصلہ افزائی زہریلا میکانزم" کے طور پر درجہ بندی کیا جا سکتا ہے.ممکنہ طور پر بہت سے مائٹوکونڈریل اور سطحی جھلی کے رد عمل ہیں جو آرگنیلس کو نقصان پہنچا سکتے ہیں اور خلیوں کی موت کا سبب بن سکتے ہیں۔25-27 چونکہ مجموعوں کی تشکیل قدرتی طور پر چاندی پر مشتمل اشیاء کے سائز اور شکل پر اثر انداز ہوتی ہے جس کو زندہ نظاموں کے ذریعے پہچانا جاتا ہے، اس لیے یہ تعاملات بھی متاثر ہو سکتے ہیں۔
چاندی کے نینو پارٹیکلز کی جمع سے متعلق ہمارے پچھلے مقالے میں، ہم نے اس مسئلے کا مطالعہ کرنے کے لیے کیمیکل اور ان وٹرو بائیولوجیکل تجربات پر مشتمل ایک موثر اسکریننگ کے طریقہ کار کا مظاہرہ کیا۔19 ڈائنامک لائٹ سکیٹرنگ (DLS) اس قسم کے معائنے کے لیے ترجیحی تکنیک ہے کیونکہ مواد اپنے ذرات کے سائز کے مقابلے طول موج پر فوٹان کو بکھر سکتا ہے۔چونکہ مائع میڈیم میں ذرات کی براؤنین حرکت کی رفتار کا تعلق سائز سے ہے، اس لیے بکھری ہوئی روشنی کی شدت میں تبدیلی کو مائع نمونے کے اوسط ہائیڈروڈینامک قطر (Z-mean) کا تعین کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔28 اس کے علاوہ، نمونے پر وولٹیج لگا کر، نینو پارٹیکل کے زیٹا پوٹینشل (ζ پوٹینشل) کو Z اوسط قدر کی طرح ناپا جا سکتا ہے۔13,28 اگر زیٹا پوٹینشل کی مطلق قدر کافی زیادہ ہے (عام رہنما خطوط> ±30 mV کے مطابق)، تو یہ جمع کا مقابلہ کرنے کے لیے ذرات کے درمیان مضبوط الیکٹرو اسٹاٹک ریپولیشن پیدا کرے گا۔خصوصیت کی سطح پلازمون گونج (SPR) ایک منفرد نظری رجحان ہے، جو بنیادی طور پر قیمتی دھاتی نینو پارٹیکلز (بنیادی طور پر Au اور Ag) سے منسوب ہے۔29 نانوسکل پر ان مادوں کے برقی دوغلوں (سطح کے پلازمون) کی بنیاد پر، یہ معلوم ہوتا ہے کہ کروی AgNPs میں 400 nm کے قریب خصوصیت کی UV-Vis جذب کی چوٹی ہوتی ہے۔30 ذرات کی شدت اور طول موج کی تبدیلی کا استعمال DLS نتائج کی تکمیل کے لیے کیا جاتا ہے، کیونکہ یہ طریقہ نینو پارٹیکل ایگریگیشن اور بائیو مالیکیولز کی سطح کے جذب کا پتہ لگانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
حاصل کردہ معلومات کی بنیاد پر، سیل وائبلٹی (ایم ٹی ٹی) اور اینٹی بیکٹیریل اسیس اس طریقے سے انجام دیے جاتے ہیں جس میں AgNP زہریلا کو جمع کرنے کی سطح کے فعل کے طور پر بیان کیا جاتا ہے، بجائے اس کے کہ (سب سے زیادہ استعمال ہونے والا عنصر) نینو پارٹیکل ارتکاز۔یہ انوکھا طریقہ ہمیں حیاتیاتی سرگرمی میں جمع کرنے کی سطح کی گہری اہمیت کو ظاہر کرنے کی اجازت دیتا ہے، کیونکہ، مثال کے طور پر، سائٹریٹ سے ختم شدہ AgNPs جمع ہونے کی وجہ سے چند گھنٹوں میں اپنی حیاتیاتی سرگرمی کو مکمل طور پر کھو دیتے ہیں۔19
موجودہ کام میں، ہمارا مقصد ہے کہ بائیو سے متعلق کولائیڈز کے استحکام اور نینو پارٹیکل کی جمع پر نینو پارٹیکل سائز کے اثر کا مطالعہ کرکے حیاتیاتی سرگرمیوں پر ان کے اثرات کو بہت زیادہ بڑھانا ہے۔یہ بلاشبہ نینو پارٹیکلز کے مطالعے میں سے ایک ہے۔ایک اعلیٰ پروفائل کا نقطہ نظر اور 31 اس مسئلے کی تحقیقات کے لیے، تین مختلف سائز کی حدود (10، 20، اور 50 nm) میں سائٹریٹ سے ختم شدہ AgNPs پیدا کرنے کے لیے ایک بیج کی ثالثی کی ترقی کا طریقہ استعمال کیا گیا۔6,32 سب سے عام طریقوں میں سے ایک کے طور پر۔طبی ایپلی کیشنز میں بڑے پیمانے پر اور معمول کے مطابق استعمال کیے جانے والے نینو میٹریلز کے لیے، مختلف سائز کے سائٹریٹ سے ختم شدہ AgNPs کا انتخاب کیا جاتا ہے تاکہ نانو سلور کی جمع سے متعلق حیاتیاتی خصوصیات کے ممکنہ سائز کے انحصار کا مطالعہ کیا جا سکے۔مختلف سائز کے AgNPs کی ترکیب کرنے کے بعد، ہم نے ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپی (TEM) کے ذریعہ تیار کردہ نمونوں کی خصوصیت کی، اور پھر مذکورہ اسکریننگ کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے ذرات کی جانچ کی۔اس کے علاوہ، ان وٹرو سیل کلچرز Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) اور Fetal Bovine Serum (FBS) کی موجودگی میں، سائز پر منحصر ایگریگیشن رویے اور اس کے رویے کا مختلف pH قدروں، NaCl، گلوکوز، اور گلوٹامین کی تعداد میں جائزہ لیا گیا۔cytotoxicity کی خصوصیات کا تعین جامع حالات کے تحت کیا جاتا ہے۔سائنسی اتفاق رائے ظاہر کرتا ہے کہ عام طور پر چھوٹے ذرات افضل ہوتے ہیں۔ہماری تحقیقات اس بات کا تعین کرنے کے لیے ایک کیمیائی اور حیاتیاتی پلیٹ فارم مہیا کرتی ہے کہ آیا یہ معاملہ ہے۔
مختلف سائز کی حدود کے ساتھ تین چاندی کے نینو پارٹیکلز کو وان ایٹ ال کے تجویز کردہ بیجوں میں ثالثی نمو کے طریقہ کار سے، معمولی ایڈجسٹمنٹ کے ساتھ تیار کیا گیا تھا۔6 یہ طریقہ کیمیائی کمی پر مبنی ہے، سلور نائٹریٹ (AgNO3) کو چاندی کے منبع کے طور پر، سوڈیم بوروہائیڈرائڈ (NaBH4) کو کم کرنے والے ایجنٹ کے طور پر، اور سوڈیم سائٹریٹ کو سٹیبلائزر کے طور پر استعمال کرتا ہے۔سب سے پہلے، سوڈیم سائٹریٹ ڈائہائیڈریٹ (Na3C6H5O7 x 2H2O) سے 75 ملی لیٹر 9 ایم ایم سائٹریٹ آبی محلول تیار کریں اور 70 ڈگری سینٹی گریڈ پر گرم کریں۔اس کے بعد، 1% w/v AgNO3 محلول کا 2 ملی لیٹر ری ایکشن میڈیم میں شامل کیا گیا، اور پھر تازہ تیار شدہ سوڈیم بوروہائیڈرائیڈ محلول (2 mL 0.1% w/v) کو ڈراپ وائز مرکب میں ڈالا گیا۔نتیجے میں پیلے بھورے سسپنشن کو 70 ° C پر 1 گھنٹہ کے لیے زوردار ہلچل کے ساتھ رکھا گیا، اور پھر کمرے کے درجہ حرارت پر ٹھنڈا کیا گیا۔نتیجے میں آنے والا نمونہ (جسے اب سے AgNP-I کہا جاتا ہے) اگلے ترکیب کے مرحلے میں بیج کی ثالثی کی نشوونما کی بنیاد کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔
درمیانے سائز کے پارٹیکل سسپنشن (جسے AgNP-II کہا جاتا ہے) کی ترکیب کے لیے 90mL 7.6 mM سائٹریٹ محلول کو 80°C پر گرم کریں، اسے 10mL AgNP-I کے ساتھ ملائیں، اور پھر 2mL 1% w/v The AgNO3 محلول مکس کریں۔ 1 گھنٹے کے لیے زوردار مکینیکل ہلچل میں رکھا گیا، اور پھر نمونے کو کمرے کے درجہ حرارت پر ٹھنڈا کر دیا گیا۔
سب سے بڑے ذرہ (AgNP-III) کے لیے، اسی بڑھوتری کے عمل کو دہرائیں، لیکن اس صورت میں، 10 ملی لیٹر AgNP-II کو بیج کی معطلی کے طور پر استعمال کریں۔نمونے کمرے کے درجہ حرارت تک پہنچنے کے بعد، وہ 40°C پر اضافی سالوینٹ کو شامل کرکے یا بخارات بنا کر کل AgNO3 مواد کی بنیاد پر اپنا برائے نام Ag ارتکاز 150 ppm پر سیٹ کرتے ہیں، اور آخر میں انہیں مزید استعمال تک 4°C پر ذخیرہ کرتے ہیں۔
FEI Tecnai G2 20 X-Twin Transmission Electron Microscope (TEM) (FEI کارپوریٹ ہیڈ کوارٹر، Hillsboro، Oregon, USA) 200 kV ایکسلریشن وولٹیج کے ساتھ نینو پارٹیکلز کی مورفولوجیکل خصوصیات کی جانچ کرنے اور ان کے الیکٹران ڈفریکشن (ED) پیٹرن کو پکڑنے کے لیے استعمال کریں۔کم از کم 15 نمائندہ تصاویر (~750 ذرات) کا امیج جے سافٹ ویئر پیکج کا استعمال کرتے ہوئے جائزہ لیا گیا، اور نتیجے میں آنے والے ہسٹوگرامس (اور پورے مطالعہ کے تمام گراف) اوریجن پرو 2018 (اوریجن لیب، نارتھمپٹن، ایم اے، یو ایس اے) 33، 34 میں بنائے گئے۔
اوسط ہائیڈروڈینامک قطر (Z- اوسط)، زیٹا پوٹینشل (ζ-ممکنہ) اور نمونوں کی خصوصیت کی سطح پلازمون گونج (SPR) کو ان کی ابتدائی کولائیڈل خصوصیات کو واضح کرنے کے لیے ماپا گیا۔نمونے کا اوسط ہائیڈروڈینامک قطر اور زیٹا پوٹینشل مالورن زیٹاسائزر نینو زیڈ ایس انسٹرومنٹ (مالورن انسٹرومینٹس، مالورن، یو کے) کے ذریعے 37 ± 0.1 ° C پر ڈسپوزایبل فولڈ کیپلیری سیلز کا استعمال کرتے ہوئے ماپا گیا۔Ocean Optics 355 DH-2000-BAL UV-Vis spectrophotometer (Halma PLC, Largo, FL, USA) 250-800 nm کی حد میں نمونوں کے UV-Vis جذب سپیکٹرا سے خصوصیت کی SPR خصوصیات حاصل کرنے کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔
پورے تجربے کے دوران، کولائیڈیل استحکام سے متعلق تین مختلف پیمائش کی اقسام ایک ہی وقت میں انجام دی گئیں۔ذرات کے اوسط ہائیڈروڈینامک قطر (Z اوسط) اور زیٹا پوٹینشل (ζ پوٹینشل) کی پیمائش کرنے کے لیے DLS کا استعمال کریں، کیونکہ Z اوسط کا تعلق نینو پارٹیکل ایگریگیٹس کے اوسط سائز سے ہے، اور زیٹا پوٹینشل اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ آیا نظام میں الیکٹرو اسٹاٹک ریپلشن ہے۔ نینو پارٹیکلز کے درمیان وین ڈیر والز کی کشش کو دور کرنے کے لیے کافی مضبوط ہے۔پیمائش سہ رخی میں کی جاتی ہے، اور Z مطلب اور زیٹا پوٹینشل کے معیاری انحراف کا حساب Zetasizer سافٹ ویئر سے لگایا جاتا ہے۔ذرات کے خصوصیت SPR سپیکٹرا کا اندازہ UV-Vis spectroscopy کے ذریعے کیا جاتا ہے، کیونکہ چوٹی کی شدت اور طول موج میں تبدیلیاں جمع اور سطح کے تعامل کی نشاندہی کر سکتی ہیں۔29,35 درحقیقت، قیمتی دھاتوں میں سطح پلازمون کی گونج اتنی اثر انگیز ہے کہ اس نے بائیو مالیکیولز کے تجزیے کے نئے طریقوں کو جنم دیا ہے۔29,36,37 تجرباتی مرکب میں AgNPs کا ارتکاز تقریباً 10 ppm ہے، اور اس کا مقصد زیادہ سے زیادہ ابتدائی SPR جذب کی شدت کو 1 پر سیٹ کرنا ہے۔ تجربہ 0 پر وقت پر منحصر انداز میں کیا گیا تھا۔1.5;3;6;مختلف حیاتیاتی لحاظ سے متعلقہ حالات کے تحت 12 اور 24 گھنٹے۔تجربے کی وضاحت کرنے والی مزید تفصیلات ہمارے پچھلے کام میں دیکھی جا سکتی ہیں۔19 مختصراً، مختلف پی ایچ اقدار (3؛ 5؛ 7.2 اور 9)، مختلف سوڈیم کلورائیڈ (10 ایم ایم؛ 50 ایم ایم؛ 150 ایم ایم)، گلوکوز (3.9 ایم ایم؛ 6.7 ایم ایم) اور گلوٹامین (4 ایم ایم) حراستی، اور Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) اور Fetal Bovine Serum (FBS) (پانی اور DMEM میں) کو ماڈل سسٹم کے طور پر بھی تیار کیا، اور ترکیب شدہ سلور نینو پارٹیکلز کے مجموعی رویے پر ان کے اثرات کا مطالعہ کیا۔پی ایچ، NaCl، گلوکوز، اور گلوٹامین کی اقدار کا اندازہ جسمانی ارتکاز کی بنیاد پر کیا جاتا ہے، جب کہ DMEM اور FBS کی مقداریں وہی ہیں جو پورے ان وٹرو تجربے میں استعمال ہوتی ہیں۔38-42 تمام پیمائشیں pH 7.2 اور 37°C پر 10 mM NaCl کے مستقل پس منظر میں نمک کے ارتکاز کے ساتھ انجام دی گئیں تاکہ کسی بھی لمبی دوری کے ذرہ کے تعاملات کو ختم کیا جا سکے (سوائے مخصوص pH اور NaCl سے متعلقہ تجربات کے، جہاں یہ صفات متغیر ہیں۔ مطالعہ)۔28 مختلف حالات کی فہرست کا خلاصہ جدول 1 میں دیا گیا ہے۔ † کے ساتھ نشان زد تجربہ بطور حوالہ استعمال ہوتا ہے اور 10 mM NaCl اور pH 7.2 پر مشتمل نمونے سے مطابقت رکھتا ہے۔
ہیومن پروسٹیٹ کینسر سیل لائن (DU145) اور لافانی انسانی keratinocytes (HaCaT) ATCC (ماناساس، VA، USA) سے حاصل کیے گئے تھے۔Dulbecco کے کم از کم ضروری میڈیم ایگل (DMEM) میں خلیات کو معمول کے مطابق 4.5 g/L گلوکوز (Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, USA) پر مشتمل ہوتا ہے، جو 10% FBS، 2 mM L-glutamine، 0.010% 0.0105 اور Strepcycin %05. پینسلن (Sigma-Aldrich، St. Louis, Missouri, USA)۔خلیوں کو 37 ° C انکیوبیٹر میں 5% CO2 اور 95% نمی کے تحت کلچر کیا جاتا ہے۔
وقت پر منحصر انداز میں ذرہ جمع کی وجہ سے AgNP سائٹوٹوکسائٹی میں ہونے والی تبدیلیوں کو تلاش کرنے کے لئے، ایک دو قدمی MTT پرکھ کی گئی تھی۔سب سے پہلے، دو سیل اقسام کی عملداری کو AgNP-I، AgNP-II اور AgNP-III کے ساتھ علاج کے بعد ماپا گیا۔اس مقصد کے لیے، دو قسم کے خلیوں کو 10,000 خلیات/ کنویں کی کثافت پر 96 کنویں پلیٹوں میں سیڈ کیا گیا اور دوسرے دن بڑھتی ہوئی تعداد میں چاندی کے تین مختلف سائز کے نینو پارٹیکلز کے ساتھ علاج کیا گیا۔24 گھنٹے کے علاج کے بعد، خلیات کو PBS سے دھویا گیا اور 0.5 mg/mL MTT ریجنٹ (SERVA، Heidelberg، Germany) کے ساتھ کلچر میڈیم میں 37 ° C پر 1 گھنٹہ تک پتلا کیا گیا۔فارمازان کرسٹل کو DMSO (Sigma-Aldrich، Saint Louis, MO, USA) میں تحلیل کر دیا گیا، اور Synergy HTX پلیٹ ریڈر (BioTek-Hungary، Budapest، Hungary) کا استعمال کرتے ہوئے جذب کو 570 nm پر ماپا گیا۔غیر علاج شدہ کنٹرول نمونے کی جذب کی قیمت 100٪ بقا کی شرح سمجھی جاتی ہے۔چار آزاد حیاتیاتی نقلوں کا استعمال کرتے ہوئے کم از کم 3 تجربات کریں۔IC50 کا حساب حیاتیات کے نتائج کی بنیاد پر خوراک کے ردعمل کے وکر سے لگایا جاتا ہے۔
اس کے بعد، دوسرے مرحلے میں، خلیوں کے علاج سے پہلے مختلف ادوار (0، 1.5، 3، 6، 12، اور 24 گھنٹے) کے لیے ذرات کو 150 mM NaCl کے ساتھ انکیوبیٹ کرکے، چاندی کے نینو پارٹیکلز کی مختلف جمع حالتیں تیار کی گئیں۔اس کے بعد، اسی MTT پرکھ کو انجام دیا گیا جیسا کہ پہلے بیان کیا گیا تھا کہ ذرہ جمع سے متاثر ہونے والے خلیے کی عملداری میں تبدیلیوں کا اندازہ لگایا جائے۔حتمی نتیجہ کا اندازہ کرنے کے لیے گراف پیڈ پرزم 7 کا استعمال کریں، بغیر جوڑ والے ٹی ٹیسٹ کے ذریعے تجربے کی شماریاتی اہمیت کا حساب لگائیں، اور اس کی سطح کو * (p ≤ 0.05)، ** (p ≤ 0.01)، *** (p ≤ 0.001) کے بطور نشان زد کریں۔ ) اور **** (p ≤ 0.0001)۔
تین مختلف سائز کے سلور نینو پارٹیکلز (AgNP-I، AgNP-II اور AgNP-III) کا استعمال کرپٹوکوکس نیوفارمنس IFM 5844 (IFM؛ ریسرچ سینٹر فار پیتھوجینک فنگی اور مائکروبیل ٹاکسیکولوجی، چیبا یونیورسٹی) اور Bacillus S6MCZ3 ٹیسٹ کے لیے اینٹی بیکٹیریل حساسیت کے لیے کیا گیا تھا۔ (SZMC: Szeged Microbiology Collection) اور E. coli SZMC 0582 RPMI 1640 میڈیم (Sigma-Aldrich Co.) میں۔ذرات کے جمع ہونے کی وجہ سے اینٹی بیکٹیریل سرگرمی میں ہونے والی تبدیلیوں کا جائزہ لینے کے لیے، سب سے پہلے، ان کی کم از کم روک تھام کرنے والے ارتکاز (MIC) کا تعین 96 کنویں کی مائکرو ٹائٹر پلیٹ میں مائیکروڈیولیشن کے ذریعے کیا گیا تھا۔معیاری سیل سسپنشن کے 50 μL تک (RPMI 1640 میڈیم میں 5 × 104 سیل/mL)، سلور نینو پارٹیکل سسپنشن کا 50 μL شامل کریں اور ارتکاز سے دو بار تسلسل سے پتلا کریں (مذکورہ بالا میڈیم میں، حد 0 اور 75 ppm ہے، یعنی کنٹرول کے نمونے میں 50 μL سیل معطلی اور 50 μL میڈیم بغیر نینو پارٹیکلز کے ہوتے ہیں)۔اس کے بعد، پلیٹ کو 30 ° C پر 48 گھنٹے تک انکیوبیٹ کیا گیا، اور کلچر کی آپٹیکل کثافت کو 620 nm پر ایک SPECTROstar Nano پلیٹ ریڈر (BMG LabTech، Offenburg، Germany) کا استعمال کرتے ہوئے ناپا گیا۔یہ تجربہ تین بار سہ رخی میں کیا گیا۔
سوائے اس کے کہ اس وقت 50 μL واحد مجموعی نینو پارٹیکل نمونے استعمال کیے گئے تھے، وہی طریقہ کار جیسا کہ پہلے بیان کیا گیا تھا مذکورہ بالا تناؤ پر اینٹی بیکٹیریل سرگرمی پر جمع ہونے کے اثر کو جانچنے کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔سلور نینو پارٹیکلز کی مختلف جمع حالتیں سیل پروسیسنگ سے پہلے مختلف ادوار (0، 1.5، 3، 6، 12، اور 24 گھنٹے) کے لیے ذرات کو 150 mM NaCl کے ساتھ انکیوبیٹ کرکے تیار کی جاتی ہیں۔RPMI 1640 میڈیم کے 50 μL کے ساتھ ضمیمہ ایک سسپنشن کو گروتھ کنٹرول کے طور پر استعمال کیا گیا تھا، جبکہ زہریلے پن کو کنٹرول کرنے کے لیے، غیر مجموعی نینو پارٹیکلز کے ساتھ ایک معطلی کا استعمال کیا گیا تھا۔یہ تجربہ تین بار سہ رخی میں کیا گیا۔MTT تجزیہ کی طرح شماریاتی تجزیہ کا استعمال کرتے ہوئے، حتمی نتیجہ کا دوبارہ جائزہ لینے کے لیے گراف پیڈ پرزم 7 کا استعمال کریں۔
سب سے چھوٹے ذرات (AgNP-I) کی مجموعی سطح کی خصوصیت کی گئی ہے، اور نتائج ہمارے پچھلے کام میں جزوی طور پر شائع کیے گئے تھے، لیکن بہتر موازنہ کے لیے، تمام ذرات کو اچھی طرح سے جانچا گیا تھا۔تجرباتی اعداد و شمار کو جمع کیا گیا ہے اور مندرجہ ذیل حصوں میں بحث کی گئی ہے۔AgNP کے تین سائز۔19
TEM، UV-Vis اور DLS کی طرف سے کی گئی پیمائشوں نے تمام AgNP نمونوں (شکل 2A-D) کی کامیاب ترکیب کی تصدیق کی۔شکل 2 کی پہلی قطار کے مطابق، سب سے چھوٹا ذرہ (AgNP-I) تقریباً 10 nm کے اوسط قطر کے ساتھ یکساں کروی شکل کو ظاہر کرتا ہے۔بیج کی ثالثی سے بڑھوتری کا طریقہ بھی AgNP-II اور AgNP-III کو مختلف سائز کی حدود کے ساتھ بالترتیب تقریباً 20 nm اور 50 nm کے اوسط ذرہ قطر کے ساتھ فراہم کرتا ہے۔ذرہ کی تقسیم کے معیاری انحراف کے مطابق، تینوں نمونوں کے سائز اوورلیپ نہیں ہوتے، جو ان کے تقابلی تجزیہ کے لیے اہم ہے۔TEM پر مبنی پارٹیکل 2D تخمینوں کے اوسط پہلو کے تناسب اور پتلے پن کے تناسب کا موازنہ کرتے ہوئے، یہ فرض کیا جاتا ہے کہ ذرات کی کروی کا اندازہ امیج جے کے شیپ فلٹر پلگ ان (شکل 2E) سے ہوتا ہے۔43 ذرات کی شکل کے تجزیے کے مطابق، ان کا پہلو تناسب (سب سے چھوٹی باؤنڈنگ مستطیل کی بڑی سائیڈ/مختصر طرف) ذرہ کی نمو سے متاثر نہیں ہوتا ہے، اور ان کی پتلی پن کا تناسب (متعلقہ کامل دائرے کا ناپا ہوا علاقہ/نظریاتی رقبہ) ) بتدریج کم ہوتا ہے۔اس کے نتیجے میں زیادہ سے زیادہ پولی ہیڈرل ذرات نکلتے ہیں، جو کہ تھیوری میں بالکل گول ہوتے ہیں، جو 1 کے پتلے ہونے کے تناسب کے مطابق ہوتے ہیں۔
تصویر 2 ٹرانسمیشن الیکٹران مائکروسکوپ (TEM) امیج (A)، الیکٹران ڈفریکشن (ED) پیٹرن (B)، سائز ڈسٹری بیوشن ہسٹوگرام (C)، خصوصیت کے الٹرا وائلٹ-دیکھنے والا (UV-Vis) روشنی جذب کرنے والا سپیکٹرم (D)، اور اوسط سیال سائٹریٹ مکینیکل قطر (Z- اوسط)، زیٹا پوٹینشل، پہلو تناسب اور موٹائی کا تناسب (E) کے ساتھ ختم شدہ سلور نینو پارٹیکلز کے سائز کی تین مختلف رینجز ہیں: AgNP-I 10 nm (اوپر کی قطار) ہے، AgNP -II 20 nm (درمیانی قطار) ہے۔ )، AgNP-III (نیچے کی قطار) 50 nm ہے۔
اگرچہ نشوونما کے طریقہ کار کی چکراتی نوعیت نے ذرات کی شکل کو کسی حد تک متاثر کیا، جس کے نتیجے میں بڑے AgNPs کی چھوٹی کروی ہوتی ہے، تینوں نمونے نیم کروی رہے۔اس کے علاوہ، جیسا کہ شکل 2B میں الیکٹران کے پھیلاؤ کے پیٹرن میں دکھایا گیا ہے، نینو ذرات کی کرسٹالنیٹی متاثر نہیں ہوتی ہے۔نمایاں تفاوت کی انگوٹھی - جسے (111)، (220)، (200) اور (311) چاندی کے ملر انڈیکس کے ساتھ جوڑا جاسکتا ہے - سائنسی ادب اور ہماری سابقہ ​​شراکتوں سے بہت مطابقت رکھتا ہے۔9, 19,44 AgNP-II اور AgNP-III کی Debye-Scherrer انگوٹھی کا ٹکڑا اس حقیقت کی وجہ سے ہے کہ ED امیج کو ایک ہی میگنیفیکیشن پر پکڑا جاتا ہے، اس لیے جیسے جیسے ذرہ کا سائز بڑھتا جاتا ہے، مختلف ذرات کی تعداد یونٹ کا رقبہ بڑھتا اور گھٹتا ہے۔
نینو پارٹیکلز کا سائز اور شکل حیاتیاتی سرگرمی کو متاثر کرنے کے لیے جانا جاتا ہے۔3,45 شکل پر منحصر اتپریرک اور حیاتیاتی سرگرمی کی وضاحت اس حقیقت سے کی جا سکتی ہے کہ مختلف شکلیں مخصوص کرسٹل چہروں کو پھیلاتی ہیں (مختلف ملر انڈیکسز کے ساتھ) اور ان کرسٹل چہروں کی مختلف سرگرمیاں ہوتی ہیں۔45,46 چونکہ تیار شدہ ذرات بہت ہی ملتے جلتے کرسٹل خصوصیات کے مطابق ED کے نتائج فراہم کرتے ہیں، اس لیے یہ فرض کیا جا سکتا ہے کہ ہمارے بعد کے کولائیڈیل استحکام اور حیاتیاتی سرگرمی کے تجربات میں، کسی بھی مشاہدہ شدہ فرق کو نینو پارٹیکل سائز سے منسوب کیا جانا چاہیے، نہ کہ شکل سے متعلق خصوصیات۔
UV-Vis نتائج کا خلاصہ شکل 2D میں مزید ترکیب شدہ AgNP کی زبردست کروی نوعیت پر زور دیا گیا ہے، کیونکہ تینوں نمونوں کی SPR چوٹیاں 400 nm کے لگ بھگ ہیں، جو کروی چاندی کے نینو پارٹیکلز کی خصوصیت ہے۔29,30 پکڑے گئے سپیکٹرا نے بھی نینو سلور کے بیجوں میں ثالثی کی کامیاب ترقی کی تصدیق کی۔جیسے جیسے ذرہ کا سائز بڑھتا ہے، طول موج AgNP-II کی زیادہ سے زیادہ روشنی جذب کرنے کے مساوی ہے- زیادہ نمایاں طور پر- ادب کے مطابق، AgNP-III کو ریڈ شفٹ کا تجربہ ہوا۔6,29
AgNP سسٹم کے ابتدائی کولائیڈل استحکام کے بارے میں، DLS کا استعمال پی ایچ 7.2 پر ذرات کے اوسط ہائیڈروڈینامک قطر اور زیٹا صلاحیت کی پیمائش کے لیے کیا گیا تھا۔شکل 2E میں دکھائے گئے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ AgNP-III میں AgNP-I یا AgNP-II سے زیادہ کولائیڈل استحکام ہے، کیونکہ عام رہنما خطوط بتاتے ہیں کہ طویل مدتی کولائیڈل استحکام کے لیے 30 ایم وی مطلق کی زیٹا صلاحیت ضروری ہے جب اس تلاش کی مزید تائید کی جاتی ہے۔ Z اوسط قدر (مفت اور مجموعی ذرات کے اوسط ہائیڈروڈینامک قطر کے طور پر حاصل کی جاتی ہے) کا موازنہ TEM کے ذریعے حاصل کردہ بنیادی ذرہ سائز سے کیا جاتا ہے، کیونکہ دونوں قدریں جتنی قریب ہوں گی، نمونے میں اتنی ہی ہلکی ڈگری جمع ہوتی ہے۔درحقیقت، AgNP-I اور AgNP-II کی Z اوسط ان کے TEM کے ذریعے جانچے گئے ذرات کے سائز سے معقول حد تک زیادہ ہے، اس لیے AgNP-III کے مقابلے میں، ان نمونوں کے مجموعی ہونے کا امکان زیادہ ہے، جہاں انتہائی منفی زیٹا پوٹینشل ایک قریبی سائز Z اوسط قدر کے ساتھ ہے۔
اس رجحان کی وضاحت دو گنا ہو سکتی ہے۔ایک طرف، تمام ترکیبی مراحل میں سائٹریٹ کا ارتکاز ایک ہی سطح پر برقرار رکھا جاتا ہے، جو کہ بڑھتے ہوئے ذرات کے مخصوص سطحی رقبے کو کم ہونے سے روکنے کے لیے چارج شدہ سطحی گروپوں کی نسبتاً زیادہ مقدار فراہم کرتا ہے۔تاہم، Levak et al. کے مطابق، سائٹریٹ جیسے چھوٹے مالیکیولز کا آسانی سے نینو پارٹیکلز کی سطح پر موجود بائیو مالیکیولز کے ذریعے تبادلہ کیا جا سکتا ہے۔اس صورت میں، colloidal استحکام کا تعین بائیو مالیکیولز کے کورونا سے کیا جائے گا۔31 چونکہ یہ رویہ ہماری مجموعی پیمائش میں بھی دیکھا گیا تھا (مزید تفصیل سے بعد میں بات کی جائے گی)، اکیلے سائٹریٹ کیپنگ اس رجحان کی وضاحت نہیں کر سکتی۔
دوسری طرف، ذرہ کا سائز نینو میٹر کی سطح پر جمع ہونے کے رجحان کے الٹا متناسب ہے۔یہ بنیادی طور پر روایتی Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO) طریقہ سے تعاون کرتا ہے، جہاں ذرات کی کشش کو ذرات کے درمیان پرکشش اور مکروہ قوتوں کے مجموعہ کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔He et al. کے مطابق، DLVO توانائی کے منحنی خطوط کی زیادہ سے زیادہ قدر ہیمیٹائٹ نینو پارٹیکلز میں نینو پارٹیکلز کے سائز کے ساتھ کم ہو جاتی ہے، جس سے کم از کم بنیادی توانائی تک پہنچنا آسان ہو جاتا ہے، اس طرح ناقابل واپسی جمع (کنڈینسیشن) کو فروغ ملتا ہے۔47 تاہم، یہ قیاس کیا جاتا ہے کہ DLVO تھیوری کی حدود سے باہر اور بھی پہلو ہیں۔اگرچہ وین ڈیر والز کشش ثقل اور الیکٹرو اسٹاٹک ڈبل لیئر ریپلیشن ذرہ کے سائز میں اضافے کے ساتھ ملتے جلتے ہیں، ہوٹز ایٹ ال کا ایک جائزہ۔تجویز کرتا ہے کہ ڈی ایل وی او کی اجازت سے زیادہ جمع پر اس کا اثر زیادہ ہوتا ہے۔14 ان کا ماننا ہے کہ نینو پارٹیکلز کی سطح کی گھماؤ کا اندازہ اب ایک چپٹی سطح کے طور پر نہیں لگایا جا سکتا، جس سے ریاضیاتی تخمینہ لاگو نہیں ہوتا۔اس کے علاوہ، جیسے جیسے ذرات کا سائز کم ہوتا جاتا ہے، سطح پر موجود ایٹموں کا فیصد زیادہ ہوتا جاتا ہے، جس کی وجہ سے الیکٹرانک ڈھانچہ اور سطح کے چارج کا رویہ ہوتا ہے۔اور سطح کی رد عمل میں تبدیلیاں، جو الیکٹرک ڈبل پرت میں چارج میں کمی کا باعث بن سکتی ہیں اور جمع کو فروغ دے سکتی ہیں۔
شکل 3 میں AgNP-I، AgNP-II، اور AgNP-III کے DLS نتائج کا موازنہ کرتے وقت، ہم نے مشاہدہ کیا کہ تینوں نمونوں نے یکساں پی ایچ پرامپٹنگ جمع دکھایا۔ایک بھاری تیزابیت والا ماحول (پی ایچ 3) نمونے کی زیٹا پوٹینشل کو 0 ایم وی پر منتقل کرتا ہے، جس کی وجہ سے ذرات مائکرون سائز کے مجموعے بناتے ہیں، جب کہ الکلائن پی ایچ اپنی زیٹا صلاحیت کو ایک بڑی منفی قدر میں منتقل کرتا ہے، جہاں ذرات چھوٹے مجموعے (pH 5) بناتے ہیں۔ )۔اور 7.2))، یا مکمل طور پر غیر جمع رہیں (pH 9)۔مختلف نمونوں کے درمیان کچھ اہم اختلافات بھی دیکھے گئے۔پورے تجربے کے دوران، AgNP-I pH-حوصلہ افزائی زیٹا ممکنہ تبدیلیوں کے لیے سب سے زیادہ حساس ثابت ہوا، کیونکہ ان ذرات کی زیٹا پوٹینشل pH 9 کے مقابلے pH 7.2 پر کم ہو گئی ہے، جبکہ AgNP-II اور AgNP-III نے صرف A دکھایا ہے۔ ζ میں کافی تبدیلی pH 3 کے آس پاس ہے۔ اس کے علاوہ، AgNP-II نے سست تبدیلیاں اور اعتدال پسند زیٹا صلاحیت ظاہر کی، جبکہ AgNP-III نے تینوں کا سب سے ہلکا سلوک دکھایا، کیونکہ سسٹم نے سب سے زیادہ مطلق زیٹا قدر اور سست رجحان کی حرکت کو ظاہر کیا، AgNP-III pH-حوصلہ افزائی جمع کے خلاف سب سے زیادہ مزاحم ہے۔یہ نتائج اوسط ہائیڈروڈینامک قطر کی پیمائش کے نتائج سے مطابقت رکھتے ہیں۔ان کے پرائمر کے ذرہ کے سائز پر غور کرتے ہوئے، AgNP-I نے تمام pH اقدار پر مسلسل بتدریج جمع دکھایا، زیادہ تر ممکنہ طور پر 10 mM NaCl پس منظر کی وجہ سے، جبکہ AgNP-II اور AgNP-III نے صرف pH 3 کے اجتماع میں نمایاں دکھایا۔سب سے دلچسپ فرق یہ ہے کہ اس کے بڑے نینو پارٹیکل سائز کے باوجود، AgNP-III 24 گھنٹوں میں pH 3 پر سب سے چھوٹی ایگریگیٹس بناتا ہے، جو اس کی اینٹی ایگریگیشن خصوصیات کو نمایاں کرتا ہے۔24 گھنٹے بعد پی ایچ 3 پر AgNPs کے اوسط Z کو تیار کردہ نمونے کی قدر سے تقسیم کرنے سے، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ AgNP-I اور AgNP-II کے نسبتاً مجموعی سائز میں 50 گنا، 42 گنا، اور 22 گنا اضافہ ہوا ہے۔ بالترتیبIII
شکل 3 سائٹریٹ سے ختم شدہ چاندی کے نینو پارٹیکلز کے نمونے کے متحرک روشنی بکھیرنے والے نتائج بڑھتے ہوئے سائز کے ساتھ (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II اور 50 nm: AgNP-III) کو اوسط ہائیڈروڈینامک قطر (Z اوسط) کے طور پر ظاہر کیا گیا ہے۔ ) (دائیں) مختلف pH حالات میں، زیٹا پوٹینشل (بائیں) 24 گھنٹوں کے اندر تبدیل ہو جاتا ہے۔
مشاہدہ شدہ پی ایچ پر منحصر جمع نے AgNP نمونوں کی خصوصیت کی سطح کے پلازمون گونج (SPR) کو بھی متاثر کیا، جیسا کہ ان کے UV-Vis سپیکٹرا سے ظاہر ہوتا ہے۔ضمنی اعداد و شمار S1 کے مطابق، چاندی کے تینوں نینو پارٹیکل سسپنشنز کے جمع ہونے کے بعد ان کی SPR چوٹیوں کی شدت میں کمی اور ایک اعتدال پسند سرخ شفٹ ہوتی ہے۔پی ایچ کے فنکشن کے طور پر ان تبدیلیوں کی حد ڈی ایل ایس کے نتائج کے ذریعہ پیش گوئی کی گئی جمع کی ڈگری کے مطابق ہے، تاہم، کچھ دلچسپ رجحانات دیکھے گئے ہیں۔وجدان کے برعکس، یہ پتہ چلتا ہے کہ درمیانے درجے کا AgNP-II SPR تبدیلیوں کے لیے سب سے زیادہ حساس ہے، جبکہ دیگر دو نمونے کم حساس ہیں۔SPR تحقیق میں، 50 nm نظریاتی ذرہ سائز کی حد ہے، جو ذرات کو ان کی ڈائی الیکٹرک خصوصیات کی بنیاد پر الگ کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔50 nm (AgNP-I اور AgNP-II) سے چھوٹے ذرات کو سادہ ڈائی الیکٹرک ڈائی پولس کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے، جب کہ اس حد (AgNP-III) تک پہنچنے یا اس سے تجاوز کرنے والے ذرات زیادہ پیچیدہ ڈائی الیکٹرک خصوصیات کے حامل ہوتے ہیں، اور ان کی گونج ملٹی موڈل تبدیلیوں میں تقسیم ہو جاتی ہے۔ .دو چھوٹے ذرات کے نمونوں کی صورت میں، AgNPs کو سادہ ڈوپولس سمجھا جا سکتا ہے، اور پلازما آسانی سے اوورلیپ ہو سکتا ہے۔جیسے جیسے ذرہ کا سائز بڑھتا ہے، یہ جوڑا بنیادی طور پر ایک بڑا پلازما پیدا کرتا ہے، جو مشاہدہ کی گئی اعلیٰ حساسیت کی وضاحت کر سکتا ہے۔29 تاہم، سب سے بڑے ذرات کے لیے، سادہ ڈوپول تخمینہ درست نہیں ہے جب دوسری جوڑی والی حالتیں بھی واقع ہو سکتی ہیں، جو کہ AgNP-III کے کم ہونے والے رحجان کی وضاحت کر سکتی ہیں تاکہ اسپیکٹرل تبدیلیوں کی نشاندہی کی جا سکے۔29
ہمارے تجرباتی حالات کے تحت، یہ ثابت ہوا ہے کہ pH قدر مختلف سائز کے سائٹریٹ لیپت چاندی کے نینو پارٹیکلز کے کولائیڈل استحکام پر گہرا اثر ڈالتی ہے۔ان نظاموں میں، AgNPs کی سطح پر منفی چارج شدہ -COO- گروپس کے ذریعے استحکام فراہم کیا جاتا ہے۔سائٹریٹ آئن کا کاربو آکسیلیٹ فنکشنل گروپ H+ آئنوں کی ایک بڑی تعداد میں پروٹونیٹڈ ہوتا ہے، اس لیے تیار کردہ کاربوکسائل گروپ اب ذرات کے درمیان الیکٹرو سٹیٹک ریپلشن فراہم نہیں کر سکتا، جیسا کہ شکل 4 کی اوپری قطار میں دکھایا گیا ہے۔ لی چیٹیلیئر کے اصول کے مطابق، AgNP نمونے تیزی سے پی ایچ 3 پر جمع ہو جاتے ہیں، لیکن پی ایچ بڑھنے کے ساتھ آہستہ آہستہ زیادہ سے زیادہ مستحکم ہو جاتے ہیں۔
شکل 4 سطح کے تعامل کا اسکیمیٹک طریقہ کار جس کی وضاحت مختلف pH (اوپر کی قطار)، NaCl ارتکاز (درمیانی قطار) اور بائیو مالیکیولز (نیچے کی قطار) کے تحت جمع کے ذریعے کی گئی ہے۔
شکل 5 کے مطابق، نمک کی بڑھتی ہوئی تعداد کے تحت مختلف سائز کے AgNP معطلی میں کولائیڈل استحکام کا بھی جائزہ لیا گیا۔زیٹا پوٹینشل کی بنیاد پر، ان سائٹریٹ سے ختم شدہ AgNP سسٹمز میں نینو پارٹیکل کا بڑھتا ہوا سائز پھر سے NaCl کے بیرونی اثرات کے خلاف بہتر مزاحمت فراہم کرتا ہے۔AgNP-I میں، 10 mM NaCl ہلکی جمع کرنے کے لیے کافی ہے، اور 50 mM نمک کا ارتکاز بہت ملتے جلتے نتائج فراہم کرتا ہے۔AgNP-II اور AgNP-III میں، 10 mM NaCl زیٹا کی صلاحیت کو نمایاں طور پر متاثر نہیں کرتا ہے کیونکہ ان کی قدریں (AgNP-II) یا اس سے نیچے (AgNP-III) -30 mV پر رہتی ہیں۔NaCl کی حراستی کو 50 mM اور آخر میں 150 mM NaCl تک بڑھانا تمام نمونوں میں زیٹا پوٹینشل کی مطلق قدر کو نمایاں طور پر کم کرنے کے لیے کافی ہے، حالانکہ بڑے ذرات زیادہ منفی چارج برقرار رکھتے ہیں۔یہ نتائج AgNPs کے متوقع اوسط ہائیڈروڈینامک قطر کے ساتھ مطابقت رکھتے ہیں۔10، 50، اور 150 mM NaCl پر ماپنے والی Z اوسط ٹرینڈ لائنیں مختلف دکھاتی ہیں، آہستہ آہستہ بڑھتی ہوئی اقدار۔آخر میں، تینوں 150 ایم ایم تجربات میں مائکرون سائز کے مجموعوں کا پتہ چلا۔
شکل 5 سائٹریٹ سے ختم شدہ چاندی کے نینو پارٹیکلز کے نمونے کے متحرک روشنی بکھیرنے والے نتائج بڑھتے ہوئے سائز کے ساتھ (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II اور 50 nm: AgNP-III) کو اوسط ہائیڈروڈینامک قطر (Z اوسط) کے طور پر ظاہر کیا گیا ہے۔ ) (دائیں) اور زیٹا پوٹینشل (بائیں) مختلف NaCl ارتکاز کے تحت 24 گھنٹوں کے اندر تبدیل ہوجاتے ہیں۔
ضمنی اعداد و شمار S2 میں UV-Vis نتائج ظاہر کرتے ہیں کہ تینوں نمونوں میں 50 اور 150 mM NaCl کے SPR میں فوری اور نمایاں کمی واقع ہوئی ہے۔اس کی وضاحت DLS کے ذریعے کی جا سکتی ہے، کیونکہ NaCl پر مبنی جمع پی ایچ پر منحصر تجربات سے زیادہ تیزی سے ہوتا ہے، جس کی وضاحت ابتدائی (0، 1.5، اور 3 گھنٹے) پیمائش کے درمیان بڑے فرق سے ہوتی ہے۔اس کے علاوہ، نمک کے ارتکاز میں اضافہ تجرباتی میڈیم کی رشتہ دار اجازت میں بھی اضافہ کرے گا، جس کا سطح پلازمون گونج پر گہرا اثر پڑے گا۔29
NaCl کے اثر کا خلاصہ شکل 4 کی درمیانی قطار میں کیا گیا ہے۔ عام طور پر، یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ سوڈیم کلورائد کے ارتکاز میں اضافہ تیزابیت کو بڑھانے جیسا ہی اثر رکھتا ہے، کیونکہ Na+ آئن کاربو آکسیلیٹ گروپس کے ارد گرد ہم آہنگی کا رجحان رکھتے ہیں، منفی زیٹا ممکنہ AgNPs کو دبانا۔اس کے علاوہ، 150 mM NaCl نے تینوں نمونوں میں مائکرون سائز کے مجموعے تیار کیے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ فزیولوجیکل الیکٹرولائٹ ارتکاز سائٹریٹ سے ختم شدہ AgNPs کے کولائیڈل استحکام کے لیے نقصان دہ ہے۔اسی طرح کے AgNP سسٹمز پر NaCl کے تنقیدی کنڈینسنگ ارتکاز (CCC) پر غور کرکے، ان نتائج کو چالاکی سے متعلقہ لٹریچر میں رکھا جا سکتا ہے۔Huynh et al.نے حساب لگایا کہ 71 nm کے اوسط قطر کے ساتھ سائٹریٹ سے ختم شدہ سلور نینو پارٹیکلز کے لیے NaCl کی CCC 47.6 mM تھی، جبکہ El Badawy et al.مشاہدہ کیا کہ سائٹریٹ کوٹنگ کے ساتھ 10 nm AgNPs کی CCC 70 mM تھی۔10,16 اس کے علاوہ، تقریباً 300 ایم ایم کے نمایاں طور پر اعلیٰ سی سی سی کو He et al. کے ذریعے ماپا گیا، جس کی وجہ سے ان کی ترکیب کا طریقہ پہلے بیان کردہ اشاعت سے مختلف تھا۔48 اگرچہ موجودہ شراکت کا مقصد ان اقدار کا جامع تجزیہ نہیں ہے، کیونکہ ہمارے تجرباتی حالات پورے مطالعہ کی پیچیدگی میں بڑھ رہے ہیں، حیاتیاتی لحاظ سے متعلقہ NaCl ارتکاز 50 mM، خاص طور پر 150 mM NaCl، کافی زیادہ معلوم ہوتا ہے۔حوصلہ افزائی کوایگولیشن، پتہ چلا مضبوط تبدیلیوں کی وضاحت.
پولیمرائزیشن کے تجربے کا اگلا مرحلہ سادہ لیکن حیاتیاتی لحاظ سے متعلقہ مالیکیولز کا استعمال کرنا ہے تاکہ نینو پارٹیکل-بائیو مالیکیول تعاملات کی تقلید کی جاسکے۔DLS (اعداد و شمار 6 اور 7) اور UV-Vis نتائج (ضمنی اعداد و شمار S3 اور S4) کی بنیاد پر، کچھ عمومی نتائج پر زور دیا جا سکتا ہے۔ہمارے تجرباتی حالات کے تحت، مطالعہ شدہ مالیکیولز گلوکوز اور گلوٹامین کسی بھی AgNP سسٹم میں جمع نہیں ہوں گے، کیونکہ Z-mean رجحان متعلقہ حوالہ کی پیمائش کی قدر سے گہرا تعلق رکھتا ہے۔اگرچہ ان کی موجودگی جمع کو متاثر نہیں کرتی ہے، تجرباتی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ یہ مالیکیول جزوی طور پر AgNPs کی سطح پر جذب ہوتے ہیں۔اس نقطہ نظر کی حمایت کرنے والا سب سے نمایاں نتیجہ روشنی کے جذب میں مشاہدہ شدہ تبدیلی ہے۔اگرچہ AgNP-I معنی خیز طول موج یا شدت کی تبدیلیوں کی نمائش نہیں کرتا ہے، لیکن بڑے ذرات کی پیمائش کرکے اسے زیادہ واضح طور پر دیکھا جا سکتا ہے، جو کہ پہلے ذکر کی گئی زیادہ نظری حساسیت کی وجہ سے ہے۔ارتکاز سے قطع نظر، کنٹرول پیمائش کے مقابلے میں 1.5 گھنٹے کے بعد گلوکوز زیادہ سرخ تبدیلی کا سبب بن سکتا ہے، جو AgNP-II میں تقریباً 40 nm اور AgNP-III میں تقریباً 10 nm ہے، جو سطحی تعاملات کی موجودگی کو ثابت کرتا ہے۔گلوٹامین نے اسی طرح کا رجحان دکھایا، لیکن تبدیلی اتنی واضح نہیں تھی۔اس کے علاوہ، یہ بھی قابل ذکر ہے کہ گلوٹامین درمیانے اور بڑے ذرات کی مطلق زیٹا صلاحیت کو کم کر سکتا ہے۔تاہم، چونکہ زیٹا کی یہ تبدیلیاں مجموعی سطح پر اثر انداز نہیں ہوتیں، اس لیے یہ قیاس کیا جا سکتا ہے کہ گلوٹامین جیسے چھوٹے بایو مالیکیول بھی ذرات کے درمیان ایک خاص حد تک مقامی پسپائی فراہم کر سکتے ہیں۔
تصویر 6 سائٹریٹ سے ختم شدہ چاندی کے نینو پارٹیکل نمونوں کے متحرک روشنی کے بکھیرنے والے نتائج بڑھتے ہوئے سائز کے ساتھ (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II اور 50 nm: AgNP-III) کو اوسط ہائیڈروڈینامک قطر (Z اوسط) کے طور پر ظاہر کیا گیا ہے۔ (دائیں) گلوکوز کے مختلف ارتکاز کے بیرونی حالات میں، زیٹا پوٹینشل (بائیں) 24 گھنٹوں کے اندر تبدیل ہو جاتا ہے۔
شکل 7 سائٹریٹ سے ختم شدہ سلور نینو پارٹیکلز کے نمونے کے متحرک روشنی کے بکھیرنے والے نتائج بڑھتے ہوئے سائز کے ساتھ (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II اور 50 nm: AgNP-III) کو اوسط ہائیڈروڈینامک قطر (Z اوسط) کے طور پر ظاہر کیا گیا ہے۔ ) (دائیں) گلوٹامین کی موجودگی میں، زیٹا پوٹینشل (بائیں) 24 گھنٹوں کے اندر بدل جاتا ہے۔
مختصر یہ کہ، گلوکوز اور گلوٹامین جیسے چھوٹے بایو مالیکیولز ناپے ہوئے ارتکاز پر کولائیڈیل استحکام کو متاثر نہیں کرتے: اگرچہ وہ زیٹا پوٹینشل اور UV-Vis کے نتائج کو مختلف ڈگریوں تک متاثر کرتے ہیں، Z اوسط نتائج ایک جیسے نہیں ہیں۔یہ اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ انووں کی سطح کی جذب الیکٹرو اسٹاٹک ریپلشن کو روکتی ہے، لیکن ساتھ ہی جہتی استحکام بھی فراہم کرتی ہے۔
پچھلے نتائج کو پچھلے نتائج کے ساتھ جوڑنے اور حیاتیاتی حالات کو زیادہ مہارت کے ساتھ نقل کرنے کے لیے، ہم نے عام طور پر استعمال ہونے والے سیل کلچر کے کچھ اجزاء کا انتخاب کیا اور انہیں AgNP colloids کے استحکام کا مطالعہ کرنے کے لیے تجرباتی حالات کے طور پر استعمال کیا۔پورے ان وٹرو تجربے میں، ایک میڈیم کے طور پر DMEM کے اہم ترین کاموں میں سے ایک ضروری آسموٹک حالات کو قائم کرنا ہے، لیکن کیمیائی نقطہ نظر سے، یہ ایک پیچیدہ نمک حل ہے جس کی کل آئنک طاقت 150 mM NaCl جیسی ہے۔ .40 جہاں تک FBS کا تعلق ہے، یہ حیاتیاتی مالیکیولز کا ایک پیچیدہ مرکب ہے- بنیادی طور پر پروٹینز- سطح جذب کے نقطہ نظر سے، اس میں گلوکوز اور گلوٹامین کے تجرباتی نتائج کے ساتھ کچھ مماثلتیں ہیں، کیمیائی ساخت اور تنوع کے باوجود جنس بہت زیادہ پیچیدہ ہے۔19 DLS اور UV- بالترتیب شکل 8 اور ضمنی اعداد و شمار S5 میں دکھائے گئے مرئی نتائج کی وضاحت ان مواد کی کیمیائی ساخت کی جانچ کرکے اور انہیں پچھلے حصے میں کی گئی پیمائش کے ساتھ جوڑ کر کی جا سکتی ہے۔
شکل 8 سائٹریٹ سے ختم شدہ سلور نینو پارٹیکلز کے نمونے کے متحرک روشنی بکھیرنے والے نتائج بڑھتے ہوئے سائز کے ساتھ (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II اور 50 nm: AgNP-III) کو اوسط ہائیڈروڈینامک قطر (Z اوسط) کے طور پر ظاہر کیا گیا ہے۔ ) (دائیں) سیل کلچر کے اجزاء DMEM اور FBS کی موجودگی میں، زیٹا پوٹینشل (بائیں) 24 گھنٹوں کے اندر تبدیل ہو جاتا ہے۔
ڈی ایم ای ایم میں مختلف سائز کے AgNPs کے گھٹانے کا کولائیڈیل استحکام پر اسی طرح کا اثر پڑتا ہے جس کا مشاہدہ اعلی NaCl کی موجودگی میں ہوتا ہے۔50 v/v% DMEM میں AgNP کے پھیلاؤ نے ظاہر کیا کہ زیٹا پوٹینشل اور Z- اوسط قدر میں اضافے اور SPR کی شدت میں تیزی سے کمی کے ساتھ بڑے پیمانے پر جمع ہونے کا پتہ چلا۔یہ بات قابل غور ہے کہ ڈی ایم ای ایم کے ذریعہ 24 گھنٹوں کے بعد زیادہ سے زیادہ مجموعی سائز پرائمر نینو پارٹیکلز کے سائز کے الٹا متناسب ہے۔
FBS اور AgNP کے درمیان تعامل اسی طرح کا ہے جیسا کہ گلوکوز اور گلوٹامین جیسے چھوٹے مالیکیولز کی موجودگی میں دیکھا جاتا ہے، لیکن اثر زیادہ مضبوط ہوتا ہے۔ذرات کی Z اوسط غیر متاثر رہتی ہے، جبکہ زیٹا کی صلاحیت میں اضافے کا پتہ چلا ہے۔ایس پی آر کی چوٹی نے ہلکی سی سرخ تبدیلی دکھائی، لیکن شاید زیادہ دلچسپ بات یہ ہے کہ ایس پی آر کی شدت اتنی نمایاں طور پر کم نہیں ہوئی جتنی کنٹرول پیمائش میں ہوتی ہے۔ان نتائج کی وضاحت نینو پارٹیکلز (شکل 4 میں نیچے کی قطار) کی سطح پر میکرو مالیکیولس کے فطری جذب سے کی جا سکتی ہے، جسے اب جسم میں بائیو مالیکیولر کورونا کی تشکیل کے طور پر سمجھا جاتا ہے۔49