Javascript hozirda brauzeringizda o‘chirib qo‘yilgan.Javascript o'chirilgan bo'lsa, ushbu veb-saytning ba'zi funktsiyalari ishlamaydi.
Muayyan ma'lumotlarni va o'ziga xos dori-darmonlarni ro'yxatdan o'tkazing va biz siz taqdim etgan ma'lumotni keng ma'lumotlar bazamizdagi maqolalar bilan moslashtiramiz va sizga o'z vaqtida elektron pochta orqali PDF nusxasini yuboramiz.
Kichikroq nanozarralar har doim yaxshiroqmi?Kumush nanozarrachalarining biologik jihatdan mos sharoitlarda o'lchamiga bog'liq agregatsiyasining biologik ta'sirini tushuning
Mualliflar: Bélteky P, Rónavari A, Zakupszky D, Boka E, Igaz N, Szerencsés B, Pfaiffer I, Vágvölgyi C, Kiricsi M, Kónya Z
Piter Bélteky,1,* Andrea Ronavari,1,* Dalma Zakupsski,1Ester Boka,1Nora Igaz,2Bettina Szerencsés,3Ilona Pfayfer,3Chsaba Vagvölgyi,3Monika Kirichsi,Atrof-muhit kimyosi va Hunga fanlari fanidan, , Szeged universiteti;2 Biokimyo va molekulyar biologiya kafedrasi, Fan va axborot fakulteti, Szeged universiteti, Vengriya;3 Mikrobiologiya kafedrasi, Fan va axborot fakulteti, Szeged universiteti, Vengriya;4MTA-SZTE Reaktsiya kinetikasi va sirt kimyosi tadqiqot guruhi, Szeged, Vengriya* Ushbu mualliflar ushbu ishga teng hissa qo'shgan.Aloqa: Zoltan Konya Amaliy va atrof-muhit kimyosi kafedrasi, Fan va informatika fakulteti, Szeged universiteti, Rerrich maydoni 1, Szeged, H-6720, Vengriya Telefon +36 62 544620 Elektron pochta [E-pochta himoyasi] Maqsad: Kumush nanopartikullar (A) eng ko'p o'rganiladigan nanomateriallardan biri, ayniqsa ularning biotibbiyotda qo'llanilishi tufayli.Biroq, nanozarrachalarning birikishi tufayli biologik muhitda ularning mukammal sitotoksikligi va antibakterial faolligi ko'pincha buziladi.Ushbu ishda o'rtacha diametri 10, 20 va 50 nm bo'lgan uch xil sitrat bilan yakunlangan kumush nanozarracha namunalarining agregatsiya harakati va tegishli biologik faolligi o'rganildi.Usul: Nanozarrachalarni sintez qilish va tavsiflash uchun transmissiya elektron mikroskopidan foydalaning, ularning turli pH qiymatlarida, NaCl, glyukoza va glutamin kontsentratsiyasida agregatsiya harakatini dinamik yorug'lik tarqalishi va ultrabinafsha ko'rinadigan spektroskopiya orqali baholang.Bundan tashqari, hujayra madaniyati muhitida Dulbecco kabi komponentlar Eagle Medium va homila buzoq zardobida agregatsiya harakatini yaxshilaydi.Natijalar: Natijalar shuni ko'rsatadiki, kislotali pH va fiziologik elektrolitlar tarkibi odatda mikron miqyosidagi agregatsiyani keltirib chiqaradi, bu esa biomolekulyar tojning shakllanishi orqali amalga oshirilishi mumkin.Shunisi e'tiborga loyiqki, kattaroq zarralar tashqi ta'sirlarga nisbatan kichikroq hamkasblariga qaraganda yuqori qarshilik ko'rsatadi.In vitro sitotoksisite va antibakterial testlar turli agregatsiya bosqichlarida hujayralarni nanopartikullar agregatlari bilan davolash orqali amalga oshirildi.Xulosa: Bizning natijalarimiz kolloid barqarorlik va AgNPlarning toksikligi o'rtasidagi chuqur bog'liqlikni ko'rsatadi, chunki ekstremal agregatsiya biologik faollikning to'liq yo'qolishiga olib keladi.Kattaroq zarrachalar uchun kuzatilgan anti-aggregatsiyaning yuqori darajasi in vitro toksikligiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi, chunki bunday namunalar ko'proq mikroblarga qarshi va sutemizuvchilar hujayralari faolligini saqlaydi.Ushbu topilmalar, tegishli adabiyotdagi umumiy fikrga qaramay, eng kichik nanozarrachalarni nishonga olish eng yaxshi harakat yo'nalishi bo'lmasligi mumkin degan xulosaga olib keladi.Kalit so'zlar: urug'lar vositasida o'sish, kolloid barqarorlik, o'lchamga bog'liq agregatsiya harakati, agregatsiyaning zararlanishining toksikligi
Nanomateryallarga bo'lgan talab va ishlab chiqarish ortib borayotgani sababli, ularning biologik xavfsizligi yoki biologik faolligiga ko'proq e'tibor qaratilmoqda.Kumush nanozarrachalar (AgNPs) ajoyib katalitik, optik va biologik xossalari tufayli ushbu toifadagi materiallarning eng ko'p sintez qilinadigan, tadqiq qilinadigan va qo'llaniladigan vakillaridan biridir.1 Odatda nanomateriallarning o'ziga xos xususiyatlari (shu jumladan AgNPs) asosan ularning katta o'ziga xos sirt maydoniga bog'liq deb ishoniladi.Shu sababli, muqarrar muammo bu asosiy xususiyatga ta'sir qiladigan har qanday jarayon, masalan, zarrachalar hajmi, sirt qoplamasi yoki agregatsiya, bu muayyan ilovalar uchun muhim bo'lgan nanopartikullarning xususiyatlariga jiddiy zarar etkazadimi.
Zarrachalar kattaligi va stabilizatorlarning ta'siri adabiyotda nisbatan yaxshi hujjatlashtirilgan mavzulardir.Masalan, umumiy qabul qilingan nuqtai nazar shundan iboratki, kichikroq nanozarralar kattaroq nanozarrachalarga qaraganda zaharliroqdir.2 Umumiy adabiyotga muvofiq, bizning oldingi tadqiqotlarimiz nanokumushning sutemizuvchilar hujayralari va mikroorganizmlar ustidagi o'lchamga bog'liq faolligini ko'rsatdi.3-5 Yuzaki qoplama nanomateriallarning xususiyatlariga keng ta'sir ko'rsatadigan yana bir xususiyatdir.Faqat uning yuzasiga stabilizatorlarni qo'shish yoki o'zgartirish orqali bir xil nanomaterial butunlay boshqacha jismoniy, kimyoviy va biologik xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin.Qopqoqlash vositalarini qo'llash ko'pincha nanopartikullar sintezining bir qismi sifatida amalga oshiriladi.Misol uchun, sitrat bilan yakunlangan kumush nanozarrachalar tadqiqotda eng dolzarb AgNPlardan biri bo'lib, ular reaksiya muhiti sifatida tanlangan stabilizator eritmasida kumush tuzlarini kamaytirish orqali sintezlanadi.6 Sitrat o'zining arzonligi, mavjudligi, biologik mosligi va kumushga kuchli yaqinligidan osongina foydalanishi mumkin, bu turli xil taklif qilingan shovqinlarda, qaytariladigan sirt adsorbsiyasidan ionli shovqinlarga qadar aks ettirilishi mumkin.Sitratlar, polimerlar, polielektrolitlar va biologik agentlar kabi 7,8 ga yaqin kichik molekulalar va ko'p atomli ionlar ham nano-kumushni barqarorlashtirish va uning ustida noyob funktsiyani amalga oshirish uchun keng qo'llaniladi.9-12
Nanozarrachalar faolligini qasddan sirtni yopish orqali o'zgartirish imkoniyati juda qiziq soha bo'lsa-da, bu sirt qoplamasining asosiy roli ahamiyatsiz bo'lib, nanozarrachalar tizimi uchun kolloid barqarorlikni ta'minlaydi.Nanomateryallarning katta o'ziga xos sirt maydoni katta sirt energiyasini ishlab chiqaradi, bu tizimning termodinamik qobiliyatiga minimal energiyaga erishishga to'sqinlik qiladi.13 Tegishli stabilizatsiya bo'lmasa, bu nanomateriallarning aglomeratsiyasiga olib kelishi mumkin.Agregatsiya - bu dispers zarralar uchrashganda va joriy termodinamik o'zaro ta'sirlar zarrachalarning bir-biriga yopishishini ta'minlaganda yuzaga keladigan turli shakl va o'lchamdagi zarralar agregatlarining hosil bo'lishi.Shuning uchun stabilizatorlar ularning termodinamik tortishishlariga qarshi turish uchun zarralar orasiga etarlicha katta itaruvchi kuchni kiritish orqali agregatsiyani oldini olish uchun ishlatiladi.14
Garchi zarrachalar o'lchami va sirt qoplamasi nanozarrachalar tomonidan qo'zg'atiladigan biologik faollikni tartibga solish kontekstida to'liq o'rganilgan bo'lsa-da, zarrachalar agregatsiyasi asosan e'tibordan chetda qolgan sohadir.Biologik ahamiyatga ega sharoitlarda nanozarrachalarning kolloid barqarorligini hal qilish uchun deyarli hech qanday chuqur o'rganish yo'q.10,15-17 Bundan tashqari, agregatsiya bilan bog'liq toksiklik ham o'rganilgan bo'lsa ham, qon tomir trombozi yoki kerakli xususiyatlarni yo'qotishi mumkin bo'lsa ham, bu hissa ayniqsa kam uchraydi. 1.18-rasmda ko'rsatilgan, 19 ko'rsatilgan.Darhaqiqat, kumush nanozarrachalarga qarshilik ko'rsatishning bir nechta ma'lum mexanizmlaridan biri agregatsiya bilan bog'liq, chunki ma'lum E. coli va Pseudomonas aeruginosa shtammlari flagellin, flagellin oqsilini ifodalash orqali nano-kumush sezgirligini kamaytiradi.U kumushga yuqori darajada yaqinlik qiladi va shu bilan agregatsiyani keltirib chiqaradi.20
Kumush nanozarrachalarning toksikligi bilan bog'liq bir nechta turli mexanizmlar mavjud va agregatsiya bu mexanizmlarning barchasiga ta'sir qiladi.Ba'zan "Troyan oti" mexanizmi deb ataladigan AgNP biologik faolligining eng ko'p muhokama qilinadigan usuli AgNPlarni Ag + tashuvchisi sifatida ko'rib chiqadi.1,21 Troyan otining mexanizmi mahalliy Ag+ kontsentratsiyasining katta o'sishini ta'minlashi mumkin, bu esa ROS va membrana depolarizatsiyasining paydo bo'lishiga olib keladi.22-24 Aggregatsiya Ag+ ning chiqarilishiga ta'sir qilishi va shu bilan toksiklikka ta'sir qilishi mumkin, chunki u kumush ionlari oksidlanishi va eritilishi mumkin bo'lgan samarali faol sirtni kamaytiradi.Biroq, AgNPlar nafaqat ion chiqarish orqali toksiklikni namoyon qiladi.Ko'p o'lcham va morfologiya bilan bog'liq o'zaro ta'sirlarni hisobga olish kerak.Ular orasida nanozarrachalar yuzasining o'lchami va shakli belgilovchi xususiyatlardir.4,25 Ushbu mexanizmlarning to'plamini "induktsiyalangan toksiklik mexanizmlari" deb tasniflash mumkin.Organoidlarga zarar etkazishi va hujayra o'limiga olib kelishi mumkin bo'lgan ko'plab mitoxondriyal va sirt membrana reaktsiyalari mavjud.25-27 Agregatlarning hosil bo'lishi tabiiy ravishda tirik tizimlar tomonidan tan olingan kumush o'z ichiga olgan jismlarning hajmi va shakliga ta'sir qilganligi sababli, bu o'zaro ta'sirlar ham ta'sir qilishi mumkin.
Kumush nanozarrachalarini yig'ish bo'yicha oldingi maqolamizda biz ushbu muammoni o'rganish uchun kimyoviy va in vitro biologik tajribalardan iborat samarali skrining jarayonini namoyish qildik.19 Dinamik yorug'likning tarqalishi (DLS) bu turdagi tekshiruvlar uchun afzal qilingan usuldir, chunki material fotonlarni zarrachalarining o'lchamiga teng bo'lgan to'lqin uzunligida tarqatishi mumkin.Suyuq muhitdagi zarrachalarning Braun harakat tezligi o'lcham bilan bog'liq bo'lganligi sababli, tarqalgan yorug'lik intensivligining o'zgarishi suyuqlik namunasining o'rtacha gidrodinamik diametrini (Z-o'rtacha) aniqlash uchun ishlatilishi mumkin.28 Bundan tashqari, namunaga kuchlanish qo'llash orqali nanozarrachaning zeta potentsiali (Z potensiali) o'rtacha Z qiymatiga o'xshash tarzda o'lchanishi mumkin.13,28 Agar zeta potentsialining mutlaq qiymati etarlicha yuqori bo'lsa (umumiy ko'rsatmalarga ko'ra> ± 30 mV), u agregatsiyaga qarshi turish uchun zarralar o'rtasida kuchli elektrostatik repulsiya hosil qiladi.Xarakterli sirt plazmon rezonansi (SPR) noyob optik hodisa bo'lib, asosan qimmatbaho metall nanozarrachalariga (asosan Au va Ag) tegishli.29. Ushbu materiallarning nano miqyosdagi elektron tebranishlari (sirt plazmonlari) asosida ma'lumki, sharsimon AgNPlar 400 nm yaqinida xarakterli UV-Vis yutilish cho'qqisiga ega.30 Zarrachalarning intensivligi va to'lqin uzunligi siljishi DLS natijalarini to'ldirish uchun ishlatiladi, chunki bu usul biomolekulalarning nanozarrachalar agregatsiyasi va sirt adsorbsiyasini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin.
Olingan ma'lumotlarga asoslanib, hujayra hayotiyligi (MTT) va antibakterial tahlillar AgNP toksikligi nanozarracha kontsentratsiyasi (eng ko'p ishlatiladigan omil) emas, balki agregatsiya darajasining funktsiyasi sifatida tasvirlangan tarzda amalga oshiriladi.Ushbu noyob usul biologik faollikda agregatsiya darajasining chuqur ahamiyatini ko'rsatishga imkon beradi, chunki, masalan, sitrat bilan to'xtatilgan AgNPlar agregatsiya tufayli bir necha soat ichida o'zlarining biologik faolligini butunlay yo'qotadilar.19
Joriy ishda biz nanozarrachalar hajmining nanozarrachalar agregatsiyasiga ta'sirini o'rganish orqali biologik bog'liq kolloidlarning barqarorligi va ularning biologik faollikka ta'siri bo'yicha oldingi hissalarimizni sezilarli darajada kengaytirishni maqsad qilganmiz.Bu, shubhasiz, nanozarrachalar bo'yicha tadqiqotlardan biridir.Yuqori profilli istiqbol va 31 Ushbu muammoni o'rganish uchun uch xil o'lchamdagi (10, 20 va 50 nm) sitrat bilan tugatilgan AgNPlarni ishlab chiqarish uchun urug'lar vositasida o'sish usuli qo'llanildi.6,32 eng keng tarqalgan usullardan biri sifatida.Tibbiyotda keng tarqalgan va muntazam ravishda qo'llaniladigan nanomateriallar uchun nanokumushning yig'ish bilan bog'liq biologik xususiyatlarining mumkin bo'lgan o'lchamiga bog'liqligini o'rganish uchun turli o'lchamdagi sitrat bilan tugatilgan AgNPlar tanlanadi.Turli o'lchamdagi AgNPlarni sintez qilgandan so'ng, biz ishlab chiqarilgan namunalarni transmissiya elektron mikroskopi (TEM) bilan tavsifladik va keyin yuqorida aytib o'tilgan skrining protsedurasidan foydalangan holda zarrachalarni tekshirdik.Bundan tashqari, in vitro hujayra madaniyati Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) va Homila Bovine Sarum (FBS) mavjudligida o'lchamga bog'liq agregatsiya harakati va uning harakati turli pH qiymatlarida, NaCl, glyukoza va glutamin konsentrasiyalarida baholandi.Sitotoksiklikning xarakteristikalari keng qamrovli sharoitlarda aniqlanadi.Ilmiy konsensus shuni ko'rsatadiki, umuman olganda, kichikroq zarralar afzalroqdir;Bizning tergovimiz bu holatni aniqlash uchun kimyoviy va biologik platformani taqdim etadi.
Har xil o'lchamdagi uchta kumush nanozarrachalar Wan va boshqalar tomonidan tavsiya etilgan urug'lik o'stirish usuli bilan ozgina o'zgarishlar bilan tayyorlangan.6 Bu usul kumush manbai sifatida kumush nitrat (AgNO3), qaytaruvchi vosita sifatida natriy borgidrid (NaBH4) va stabilizator sifatida natriy sitratdan foydalangan holda kimyoviy qaytarilishga asoslangan.Birinchidan, natriy sitrat dihidratdan (Na3C6H5O7 x 2H2O) 75 ml 9 mM sitrat suvli eritmasini tayyorlang va 70 ° C ga qadar qizdiring.Keyin reaksiya muhitiga 2 ml 1% og'irlikdagi AgNO3 eritmasi qo'shildi, so'ngra yangi tayyorlangan natriy borgidrid eritmasi (2 ml 0,1% og'irlikdagi) aralashmaga tomchilab quyiladi.Olingan sariq-jigarrang suspenziya 1 soat davomida kuchli aralashtirish bilan 70 ° C da saqlanadi va keyin xona haroratiga qadar sovutiladi.Olingan namuna (bundan buyon AgNP-I deb nomlanadi) keyingi sintez bosqichida urug'lik o'sishi uchun asos sifatida ishlatiladi.
O'rta o'lchamdagi zarracha suspenziyasini (AgNP-II deb ataladi) sintez qilish uchun 90 ml 7,6 mM sitrat eritmasini 80 ° C ga qizdiring, uni 10 ml AgNP-I bilan aralashtiring va keyin 2 ml 1% og'irlikdagi AgNO3 eritmasini aralashtiring. 1 soat davomida kuchli mexanik aralashtirish ostida saqlangan, so'ngra namuna xona haroratiga qadar sovutilgan.
Eng katta zarracha (AgNP-III) uchun bir xil o'sish jarayonini takrorlang, lekin bu holda urug' suspenziyasi sifatida 10 ml AgNP-II dan foydalaning.Namunalar xona haroratiga yetgandan so'ng, 40 ° C da qo'shimcha erituvchi qo'shish yoki bug'lantirish orqali umumiy AgNO3 tarkibiga asoslangan nominal Ag kontsentratsiyasini 150 ppm ga o'rnatadilar va nihoyat ularni keyingi foydalanishgacha 4 ° C da saqlaydilar.
Nanozarrachalarning morfologik xususiyatlarini tekshirish va ularning elektron difraksiyasi (ED) namunasini olish uchun 200 kV tezlashtirish kuchlanishiga ega FEI Tecnai G2 20 X-Twin Transmissiya elektron mikroskopidan (TEM) (FEI korporativ bosh qarorgohi, Hillsboro, Oregon, AQSh) foydalaning.ImageJ dasturiy paketi yordamida kamida 15 ta vakili tasvirlar (~ 750 zarrachalar) baholandi va natijada olingan histogrammalar (va butun tadqiqotdagi barcha grafiklar) OriginPro 2018 (OriginLab, Northampton, MA, AQSh) 33, 34 da yaratilgan.
Dastlabki kolloid xususiyatlarini ko'rsatish uchun namunalarning o'rtacha gidrodinamik diametri (Z-o'rtacha), zeta potentsiali (z-potentsial) va xarakterli sirt plazmon rezonansi (SPR) o'lchandi.Namunaning o'rtacha gidrodinamik diametri va zeta potentsiali Malvern Zetasizer Nano ZS asbobi (Malvern Instruments, Malvern, Buyuk Britaniya) tomonidan 37 ± 0,1 ° C da bir martalik buklangan kapillyar hujayralar yordamida o'lchandi.Ocean Optics 355 DH-2000-BAL UV-Vis spektrofotometri (Halma PLC, Largo, FL, AQSh) 250-800 nm diapazonidagi namunalarning UV-Vis yutilish spektrlaridan xarakterli SPR xususiyatlarini olish uchun ishlatilgan.
Butun eksperiment davomida bir vaqtning o'zida kolloid barqarorligi bilan bog'liq uchta turli o'lchov turlari amalga oshirildi.Zarrachalarning o'rtacha gidrodinamik diametrini (o'rtacha Z) va zeta potentsialini (Z potentsialini) o'lchash uchun DLS dan foydalaning, chunki Z o'rtacha nanozarracha agregatlarining o'rtacha hajmiga bog'liq va zeta potentsiali tizimdagi elektrostatik repulsiya yoki yo'qligini ko'rsatadi. nanozarrachalar orasidagi Van der Vaals tortishishini bartaraf etish uchun etarlicha kuchli.O'lchovlar uch nusxada amalga oshiriladi va o'rtacha Z va zeta potentsialining standart og'ishi Zetasizer dasturi tomonidan hisoblanadi.Zarrachalarning xarakterli SPR spektrlari UV-Vis spektroskopiyasi bilan baholanadi, chunki eng yuqori intensivlik va to'lqin uzunligidagi o'zgarishlar agregatsiya va sirt o'zaro ta'sirini ko'rsatishi mumkin.29,35 Darhaqiqat, qimmatbaho metallardagi sirt plazmoni rezonansi shunchalik ta'sir qiladiki, u biomolekulalarni tahlil qilishning yangi usullariga olib keldi.29,36,37 Eksperimental aralashmada AgNP konsentratsiyasi taxminan 10 ppm ni tashkil qiladi va maqsad maksimal SPR yutilishining intensivligini 1 ga o'rnatishdir. Tajriba vaqtga bog'liq holda 0 da o'tkazildi;1,5;3;6;Har xil biologik ahamiyatga ega sharoitlarda 12 va 24 soat.Tajribani tavsiflovchi batafsil ma'lumotlarni oldingi ishimizda ko'rish mumkin.19 Qisqasi, turli xil pH qiymatlari (3; 5; 7,2 va 9), turli xil natriy xlorid (10 mM; 50 mM; 150 mM), glyukoza (3,9 mM; 6,7 mM) va glutamin (4 mM) kontsentratsiyasi va Shuningdek, Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) va Fetal Bovine Sarum (FBS) (suvda va DMEMda) namunaviy tizimlar sifatida tayyorlandi va ularning sintez qilingan kumush nanozarrachalarining agregatsiya harakatlariga ta'sirini o'rgandi.pH, NaCl, glyukoza va glutaminning qiymatlari fiziologik kontsentratsiyalar asosida baholanadi, DMEM va FBS miqdori esa butun in vitro tajribasida ishlatiladigan darajalar bilan bir xil.38-42 Barcha o'lchovlar har qanday uzoq masofali zarrachalar o'zaro ta'sirini yo'q qilish uchun 10 mM NaCl doimiy fon tuz konsentratsiyasi bilan pH 7,2 va 37 ° C da amalga oshirildi (bu atributlar ostida o'zgaruvchilar bo'lgan ba'zi pH va NaCl bilan bog'liq tajribalar bundan mustasno) o'rganish).28 Turli shartlar ro'yxati 1-jadvalda jamlangan. † bilan belgilangan tajriba ma'lumotnoma sifatida ishlatiladi va 10 mM NaCl va pH 7.2 ni o'z ichiga olgan namunaga mos keladi.
Inson prostata saratoni hujayra liniyasi (DU145) va o'lmas inson keratinotsitlari (HaCaT) ATCC (Manassas, VA, AQSh) dan olingan.Hujayralar muntazam ravishda 10% FBS, 2 mM L-glutamin, 0,01% streptomitsin va 0,01% streptomitsin bilan to'ldirilgan 4,5 g/L glyukoza (Sigma-Aldrich, Sent-Luis, MO, AQSH) o'z ichiga olgan Dulbekkoning minimal muhim muhiti Eagle (DMEM) da muntazam ravishda yetishtiriladi. Penitsillin (Sigma-Aldrich, Sent-Luis, Missuri, AQSh).Hujayralar 5% CO2 va 95% namlik ostida 37 ° C inkubatorda yetishtiriladi.
AgNP sitotoksisitesidagi o'zgarishlarni vaqtga bog'liq holda zarrachalar yig'ilishi natijasida o'rganish uchun ikki bosqichli MTT tahlili o'tkazildi.Birinchidan, ikkita hujayra turining hayotiyligi AgNP-I, AgNP-II va AgNP-III bilan davolashdan keyin o'lchandi.Shu maqsadda, ikki turdagi hujayralar 10,000 hujayra / quduq zichligidagi 96 quduqli plitalarga ekilgan va ikkinchi kuni ortib borayotgan konsentratsiyalarda uchta turli o'lchamdagi kumush nanozarrachalar bilan ishlov berilgan.24 soatlik davolanishdan so'ng hujayralar PBS bilan yuvildi va 37 ° C da 1 soat davomida madaniyat muhitida suyultirilgan 0,5 mg / ml MTT reagenti (SERVA, Heidelberg, Germaniya) bilan inkubatsiya qilindi.Formazan kristallari DMSO (Sigma-Aldrich, Sent-Luis, MO, AQSH) da eritildi va yutilish Synergy HTX plastinka o'quvchi (BioTek-Vengriya, Budapesht, Vengriya) yordamida 570 nm da o'lchandi.Ishlov berilmagan nazorat namunasining yutilish qiymati 100% omon qolish darajasi deb hisoblanadi.To'rtta mustaqil biologik replikatsiyadan foydalangan holda kamida 3 ta tajriba o'tkazing.IC50 hayotiylik natijalariga asoslangan dozaga javob egri chizig'idan hisoblanadi.
Shundan so'ng, ikkinchi bosqichda zarrachalarni hujayra bilan ishlov berishdan oldin turli vaqtlar (0, 1,5, 3, 6, 12 va 24 soat) uchun 150 mM NaCl bilan inkubatsiya qilish orqali kumush nanozarrachalarning turli agregatsiya holatlari hosil bo'ldi.Keyinchalik, zarrachalar yig'ilishidan ta'sirlangan hujayra hayotiyligidagi o'zgarishlarni baholash uchun yuqorida tavsiflanganidek, xuddi shu MTT tahlili o'tkazildi.Yakuniy natijani baholash uchun GraphPad Prism 7 dan foydalaning, juftlashtirilmagan t-test yordamida tajribaning statistik ahamiyatini hisoblang va uning darajasini * (p ≤ 0,05), ** (p ≤ 0,01), *** (p ≤ 0,001) sifatida belgilang. ) Va **** (p ≤ 0,0001).
Cryptococcus neoformans IFM 5844 (IFM; Patogen zamburug'lar va mikrobial toksikologiya tadqiqot markazi, Chiba universiteti) va Bacillus testi me6MCZ ga antibakterial sezuvchanlik uchun uch xil o'lchamdagi kumush nanozarrachalar (AgNP-I, AgNP-II va AgNP-III) ishlatilgan. (SZMC: Szeged Microbiology Collection) va E. coli SZMC 0582 RPMI 1640 muhitida (Sigma-Aldrich Co.).Zarrachalar agregatsiyasi natijasida kelib chiqqan antibakterial faollikdagi o'zgarishlarni baholash uchun, birinchi navbatda, ularning minimal inhibitiv kontsentratsiyasi (MIC) 96 quduqli mikrotitr plastinkasida mikrodilüsyon orqali aniqlandi.50 mkL standartlashtirilgan hujayra suspenziyasiga (RPMI 1640 muhitida 5 × 104 hujayra/ml) 50 mkl kumush nanozarracha suspenziyasini qo‘shing va ketma-ket ikki marta konsentratsiyani suyultiring (yuqorida aytib o‘tilgan muhitda diapazon 0 va 75 ppm, ya’ni, nazorat namunasida 50 mkl hujayra suspenziyasi va 50 mL nanozarrachalarsiz muhit mavjud).Shundan so'ng, plastinka 30 ° C da 48 soat davomida inkubatsiya qilindi va madaniyatning optik zichligi SPECTROstar Nano plastinka o'quvchi (BMG LabTech, Offenburg, Germaniya) yordamida 620 nm da o'lchandi.Tajriba uch marta uch nusxada o'tkazildi.
Ayni paytda 50 mkL bitta agregatlangan nanopartikul namunalari ishlatilganidan tashqari, yuqorida aytib o'tilgan shtammlarda agregatsiyaning antibakterial faollikka ta'sirini tekshirish uchun yuqorida tavsiflangan protsedura ishlatilgan.Kumush nanozarrachalarning turli agregatsiya holatlari hujayralarni qayta ishlashdan oldin zarrachalarni turli vaqtlar (0, 1,5, 3, 6, 12 va 24 soat) davomida 150 mM NaCl bilan inkubatsiya qilish orqali ishlab chiqariladi.O'sish nazorati sifatida 50 mkl RPMI 1640 muhiti bilan to'ldirilgan suspenziya ishlatilgan, toksiklikni nazorat qilish uchun esa yig'ilmagan nanozarrachalar bilan suspenziya ishlatilgan.Tajriba uch marta uch nusxada o'tkazildi.Yakuniy natijani MTT tahlili bilan bir xil statistik tahlildan foydalanib, yana baholash uchun GraphPad Prism 7 dan foydalaning.
Eng kichik zarrachalarning (AgNP-I) yig'ilish darajasi tavsiflangan va natijalar bizning oldingi ishimizda qisman nashr etilgan, ammo yaxshiroq taqqoslash uchun barcha zarralar yaxshilab tekshirilgan.Eksperimental ma'lumotlar to'planadi va keyingi bo'limlarda muhokama qilinadi.AgNP ning uchta o'lchami.19
TEM, UV-Vis va DLS tomonidan amalga oshirilgan o'lchovlar barcha AgNP namunalarining muvaffaqiyatli sintezini tasdiqladi (2A-D-rasm).2-rasmning birinchi qatoriga ko'ra, eng kichik zarracha (AgNP-I) o'rtacha diametri taxminan 10 nm bo'lgan bir xil sferik morfologiyani ko'rsatadi.Urug'li o'sish usuli, shuningdek, AgNP-II va AgNP-III ni mos ravishda taxminan 20 nm va 50 nm bo'lgan o'rtacha zarracha diametrlari bilan turli o'lchamli diapazonlar bilan ta'minlaydi.Zarrachalar taqsimotining standart og'ishiga ko'ra, uchta namunaning o'lchamlari bir-biriga mos kelmaydi, bu ularning qiyosiy tahlili uchun muhimdir.TEM asosidagi zarrachalar 2D proyeksiyalarining oʻrtacha tomonlar nisbati va yupqalik nisbatlarini solishtirganda, zarrachalarning sharsimonligi ImageJ ning shakl filtri plagini orqali baholanadi (2E-rasm).43 Zarrachalar shakli tahliliga ko'ra, ularning nisbati (eng kichik chegaralovchi to'rtburchakning katta tomoni/qisqa tomoni) zarracha o'sishiga ta'sir qilmaydi va ularning noziklik nisbati (tegishli mukammal doiraning o'lchangan maydoni / nazariy maydon) ) asta-sekin kamayadi.Buning natijasida nazariy jihatdan mukammal yumaloq bo‘lib, noziklik nisbati 1 ga to‘g‘ri keladigan ko‘p yuzli zarrachalar ko‘payadi.
2-rasm Transmissiya elektron mikroskopi (TEM) tasviri (A), elektron difraksiyasi (ED) namunasi (B), oʻlcham taqsimoti gistogrammasi (C), xarakterli ultrabinafsha nurda koʻrinadigan (UV-Vis) nurni yutish spektri (D) va oʻrtacha suyuqlik Sitrat -mexanik diametri (Z-o'rtacha), zeta potentsiali, tomonlar nisbati va qalinlik nisbati (E) bilan yakunlangan kumush nanozarrachalar uch xil o'lcham oralig'iga ega: AgNP-I 10 nm (yuqori qator), AgNP -II 20 nm (o'rta qator) ), AgNP-III (pastki qator) 50 nm.
O'sish usulining tsiklik tabiati zarracha shakliga ma'lum darajada ta'sir qilgan bo'lsa-da, natijada kattaroq AgNPlarning kichikroq sferikligi bo'lsa-da, uchta namuna ham kvazsferik bo'lib qoldi.Bundan tashqari, 2B-rasmdagi elektron diffraktsiya naqshida ko'rsatilganidek, nano Zarrachalarning kristalligi ta'sir qilmaydi.Kumushning (111), (220), (200) va (311) Miller indekslari bilan bog'lanishi mumkin bo'lgan taniqli diffraktsiya halqasi ilmiy adabiyotlar va bizning oldingi hissalarimiz bilan juda mos keladi.9, 19,44 AgNP-II va AgNP-III ning Debay-Scherrer halqasining parchalanishi ED tasvirining bir xil kattalashtirishda olinishi bilan bog'liq, shuning uchun zarracha o'lchami oshgani sayin, diffraksiyalangan zarrachalar soni har bir kishiga tushadi. birlik maydoni ortadi va kamayadi.
Nanozarrachalarning hajmi va shakli biologik faollikka ta'sir qilishi ma'lum.3,45 Shaklga bog'liq bo'lgan katalitik va biologik faollikni turli shakllar ma'lum kristall yuzlarni (turli Miller indekslariga ega) ko'paytirishga moyilligi va bu kristall yuzlarning turli xil faolliklarga ega ekanligi bilan izohlash mumkin.45,46 Tayyorlangan zarrachalar juda o'xshash kristall xarakteristikaga mos keladigan o'xshash ED natijalarini berganligi sababli, keyingi kolloid barqarorlik va biologik faollik tajribalarimizda kuzatilgan har qanday farqlar shaklga bog'liq xususiyatlarga emas, balki nanozarracha o'lchamiga bog'liq bo'lishi kerak deb taxmin qilish mumkin.
2D-rasmda umumlashtirilgan UV-Vis natijalari sintezlangan AgNP ning haddan tashqari sferik tabiatini yana bir bor ta'kidlaydi, chunki barcha uchta namunaning SPR cho'qqilari 400 nm atrofida, bu sferik kumush nanozarrachalarining xarakterli qiymati hisoblanadi.29,30 Olingan spektrlar nanokumushning urug'lar orqali muvaffaqiyatli o'sishini ham tasdiqladi.Zarrachalar kattaligi oshgani sayin, to'lqin uzunligi AgNP-II ning maksimal yorug'lik yutilishiga to'g'ri keladi - ko'proq - Adabiyotga ko'ra, AgNP-III qizil siljishni boshdan kechirgan.6,29
AgNP tizimining dastlabki kolloid barqarorligiga kelsak, DLS pH 7,2 da zarrachalarning o'rtacha gidrodinamik diametri va zeta potentsialini o'lchash uchun ishlatilgan.2E-rasmda ko'rsatilgan natijalar AgNP-III ning AgNP-I yoki AgNP-IIga qaraganda yuqori kolloid barqarorligiga ega ekanligini ko'rsatadi, chunki umumiy ko'rsatmalar uzoq muddatli kolloid barqarorligi uchun 30 mV mutlaq zeta potentsial zarurligini ko'rsatadi. Z o'rtacha qiymati (erkin va yig'ilgan zarrachalarning o'rtacha gidrodinamik diametri sifatida olinadi) TEM tomonidan olingan asosiy zarracha hajmi bilan taqqoslanadi, chunki ikkita qiymat qanchalik yaqin bo'lsa, namunadagi yig'ilish darajasi shunchalik yumshoq bo'ladi.Aslida, AgNP-I va AgNP-II ning Z o'rtacha qiymati ularning TEM tomonidan baholangan asosiy zarracha hajmidan ancha yuqori, shuning uchun AgNP-III bilan solishtirganda, bu namunalar to'planish ehtimoli ko'proq bo'lishi taxmin qilinmoqda, bu erda juda salbiy zeta potentsiali mavjud. yaqin kattalik bilan birga keladi Z o'rtacha qiymati.
Ushbu hodisani tushuntirish ikki xil bo'lishi mumkin.Bir tomondan, sitrat kontsentratsiyasi barcha sintez bosqichlarida bir xil darajada saqlanadi, bu esa o'sayotgan zarrachalarning o'ziga xos sirt maydonining kamayishiga yo'l qo'ymaslik uchun nisbatan yuqori miqdordagi zaryadlangan sirt guruhlarini ta'minlaydi.Biroq, Levak va boshqalarga ko'ra, sitrat kabi kichik molekulalar nanozarrachalar yuzasida biomolekulalar tomonidan osongina almashinishi mumkin.Bunday holda, kolloid barqarorlik hosil bo'lgan biomolekulalarning toji bilan belgilanadi.31 Ushbu xatti-harakat bizning yig'ish o'lchovlarimizda ham kuzatilganligi sababli (keyinroq batafsilroq muhokama qilinadi), faqat sitratni qoplash bu hodisani tushuntirib bera olmaydi.
Boshqa tomondan, zarrachalar hajmi nanometr darajasidagi agregatsiya tendentsiyasiga teskari proportsionaldir.Bu, asosan, an'anaviy Derjaguin-Landau-Vervey-Overbek (DLVO) usuli bilan qo'llab-quvvatlanadi, bu erda zarrachalarni jalb qilish zarralar orasidagi jozibali va itaruvchi kuchlarning yig'indisi sifatida tavsiflanadi.He va boshqalarning fikriga ko'ra, DLVO energiya egri chizig'ining maksimal qiymati gematit nanozarralaridagi nanozarrachalar hajmi bilan kamayadi, bu minimal birlamchi energiyaga erishishni osonlashtiradi va shu bilan qaytarilmas agregatsiyani (kondensatsiyani) rag'batlantiradi.47 Biroq, DLVO nazariyasi cheklovlaridan tashqari boshqa jihatlar ham borligi taxmin qilinadi.Van der Waals tortishish kuchi va elektrostatik ikki qatlamli itarilish zarrachalar hajmining ortishi bilan o'xshash bo'lsa-da, Hotze va boshq.DLVO ruxsat berganidan ko'ra, yig'ilishga kuchli ta'sir ko'rsatishini taklif qiladi.14 Ular nanozarrachalarning sirt egriligini endi tekis sirt sifatida baholab bo'lmaydi, deb hisoblashadi, bu esa matematik baholashni qo'llash mumkin emas.Bundan tashqari, zarrachalar hajmi kamayishi bilan, sirtda mavjud bo'lgan atomlarning ulushi yuqori bo'lib, elektron tuzilishga va sirt zaryadining xatti-harakatiga olib keladi.Va sirt reaktivligi o'zgaradi, bu elektr ikki qatlamdagi zaryadning pasayishiga olib kelishi va agregatsiyani rag'batlantirishi mumkin.
3-rasmda AgNP-I, AgNP-II va AgNP-III ning DLS natijalarini solishtirganda, biz uchta namunaning ham shunga o'xshash pH rag'batlantiruvchi agregatsiyasini ko'rsatganini kuzatdik.Kuchli kislotali muhit (pH 3) namunaning zeta potentsialini 0 mV ga siljitadi, bu zarrachalarning mikron o'lchamdagi agregatlar hosil bo'lishiga olib keladi, ishqoriy pH esa zeta potentsialini kattaroq salbiy qiymatga o'tkazadi, bu erda zarrachalar kichikroq agregatlar hosil qiladi (pH 5). ).Va 7.2) ), yoki butunlay yig'ilmagan holda qoladi (pH 9).Turli xil namunalar orasidagi ba'zi muhim farqlar ham kuzatildi.Tajriba davomida AgNP-I pH dan kelib chiqqan zeta potentsial o'zgarishlariga eng sezgir ekanligini isbotladi, chunki bu zarrachalarning zeta potentsiali pH 9 ga nisbatan pH 7,2 da kamaydi, AgNP-II va AgNP-III esa faqat A ni ko'rsatdi. z ning sezilarli o'zgarishi pH 3 atrofida. Bundan tashqari, AgNP-II sekinroq o'zgarishlarni va o'rtacha zeta potentsialini ko'rsatdi, AgNP-III esa uchtasining eng yumshoq xatti-harakatlarini ko'rsatdi, chunki tizim eng yuqori mutlaq zeta qiymatini va sekin trend harakatini ko'rsatdi. AgNP-III pH tufayli kelib chiqadigan agregatsiyaga eng chidamli.Ushbu natijalar o'rtacha gidrodinamik diametrni o'lchash natijalariga mos keladi.Primerlarining zarracha hajmini hisobga olgan holda, AgNP-I barcha pH qiymatlarida doimiy bosqichma-bosqich yig'ilishni ko'rsatdi, bu, ehtimol, 10 mM NaCl foniga bog'liq, AgNP-II va AgNP-III esa faqat pH 3 yig'ilishda sezilarli darajada ko'rsatdi.Eng qiziqarli farq shundaki, katta nanozarracha o'lchamiga qaramay, AgNP-III 24 soat ichida pH 3 da eng kichik agregatlarni hosil qiladi va bu uning anti-aggregatsiya xususiyatlarini ta'kidlaydi.24 soatdan keyin pH 3 da AgNP ning o‘rtacha Z ni tayyorlangan namuna qiymatiga bo‘lish orqali AgNP-I va AgNP-II ning nisbiy agregat o‘lchamlari 50 marta, 42 marta va 22 marta oshganini kuzatish mumkin. , mos ravishda.III.
Shakl 3 Sitrat bilan yakunlangan kumush nanozarrachalar namunasining kattalashgan o'lchamlari (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II va 50 nm: AgNP-III) dinamik yorug'lik tarqalishi natijalari o'rtacha gidrodinamik diametr (Z o'rtacha) sifatida ifodalanadi. ) (o'ngda) Turli xil pH sharoitlarida zeta potentsiali (chapda) 24 soat ichida o'zgaradi.
Kuzatilgan pH ga bog'liq agregatsiya, shuningdek, AgNP namunalarining xarakterli sirt plazmon rezonansiga (SPR) ta'sir qildi, bu ularning UV-Vis spektrlari bilan tasdiqlanadi.Qo'shimcha S1-rasmga ko'ra, kumush nanozarrachalarning uchta suspenziyasining yig'ilishidan so'ng ularning SPR cho'qqilari intensivligining pasayishi va o'rtacha qizil siljish kuzatiladi.Ushbu o'zgarishlarning pH funktsiyasi sifatida darajasi DLS natijalari tomonidan bashorat qilingan agregatsiya darajasiga mos keladi, ammo ba'zi qiziqarli tendentsiyalar kuzatilgan.Sezgidan farqli o'laroq, o'rta o'lchamdagi AgNP-II SPR o'zgarishlariga eng sezgir, qolgan ikkita namuna esa kamroq sezgir.SPR tadqiqotida 50 nm zarrachalarning nazariy o'lchami chegarasi bo'lib, zarrachalarni dielektrik xususiyatlariga qarab ajratish uchun ishlatiladi.50 nm dan kichik zarralar (AgNP-I va AgNP-II) oddiy dielektrik dipollar deb ta'riflanishi mumkin, bu chegaraga yetgan yoki undan oshgan zarralar (AgNP-III) esa murakkabroq dielektrik xususiyatlarga ega va ularning rezonansi Band multimodal o'zgarishlarga bo'linadi. .Ikki kichikroq zarracha namunalari bo'lsa, AgNPlarni oddiy dipollar deb hisoblash mumkin va plazma osongina bir-biriga yopishishi mumkin.Zarrachalar kattalashgani sayin, bu birikma asosan kattaroq plazma hosil qiladi, bu esa kuzatilgan yuqori sezuvchanlikni tushuntirishi mumkin.29 Biroq, eng katta zarralar uchun oddiy dipol bahosi boshqa ulanish holatlari ham yuzaga kelganda haqiqiy emas, bu AgNP-III ning spektral o'zgarishlarni ko'rsatish tendentsiyasining pasayishini tushuntirishi mumkin.29
Bizning eksperimental sharoitimizda pH qiymati turli o'lchamdagi sitrat bilan qoplangan kumush nanozarrachalarning kolloid barqarorligiga chuqur ta'sir ko'rsatishi isbotlangan.Ushbu tizimlarda barqarorlik AgNPs yuzasida manfiy zaryadlangan -COO- guruhlari tomonidan ta'minlanadi.Sitrat ionining karboksilat funktsional guruhi ko'p miqdordagi H + ionlarida protonlanadi, shuning uchun hosil bo'lgan karboksil guruhi 4-rasmning yuqori qatorida ko'rsatilganidek, endi zarralar orasidagi elektrostatik repulsiyani ta'minlay olmaydi. Le Chatelier printsipiga ko'ra, AgNP namunalar pH 3 da tezda to'planadi, lekin pH oshishi bilan asta-sekin barqarorroq bo'ladi.
4-rasm Turli xil pH (yuqori qator), NaCl kontsentratsiyasi (o'rta qator) va biomolekulalar (pastki qator) ostida agregatsiya bilan aniqlangan sirt o'zaro ta'sirining sxematik mexanizmi.
5-rasmga ko'ra, turli o'lchamdagi AgNP suspenziyalaridagi kolloid barqarorligi oshayotgan tuz konsentratsiyasi ostida ham tekshirildi.Zeta potentsialiga asoslanib, ushbu sitrat bilan tugatilgan AgNP tizimlarida nanopartikullar hajmining ortishi yana NaCl dan tashqi ta'sirlarga chidamliligini oshiradi.AgNP-I da 10 mM NaCl engil agregatsiyani qo'zg'atish uchun etarli va 50 mM tuz konsentratsiyasi juda o'xshash natijalarni beradi.AgNP-II va AgNP-III da 10 mM NaCl zeta potentsialiga sezilarli ta'sir ko'rsatmaydi, chunki ularning qiymatlari (AgNP-II) yoki undan past (AgNP-III) -30 mV da qoladi.NaCl kontsentratsiyasini 50 mM va nihoyat 150 mM NaCl ga oshirish barcha namunalarda zeta potentsialining mutlaq qiymatini sezilarli darajada kamaytirish uchun etarli, ammo kattaroq zarralar ko'proq manfiy zaryadni saqlaydi.Ushbu natijalar AgNP ning kutilgan o'rtacha gidrodinamik diametriga mos keladi;10, 50 va 150 mM NaCl da o'lchangan Z o'rtacha trend chiziqlari turli xil, asta-sekin ortib borayotgan qiymatlarni ko'rsatadi.Nihoyat, mikron o'lchamdagi agregatlar barcha uchta 150 mM tajribada aniqlandi.
5-rasm Sitrat bilan tugatilgan kumush nanozarrachalar namunasining kattalashib borayotgan o'lchamlari (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II va 50 nm: AgNP-III) dinamik yorug'lik tarqalishi natijalari o'rtacha gidrodinamik diametr (Z o'rtacha) sifatida ifodalanadi. ) (o'ngda) va zeta potentsial (chapda) turli NaCl konsentrasiyalari ostida 24 soat ichida o'zgaradi.
Qo'shimcha S2-rasmdagi UV-Vis natijalari shuni ko'rsatadiki, barcha uchta namunadagi 50 va 150 mM NaCl SPR bir zumda va sezilarli darajada pasayadi.Buni DLS bilan tushuntirish mumkin, chunki NaCl asosidagi agregatsiya pH ga bog'liq bo'lgan tajribalarga qaraganda tezroq sodir bo'ladi, bu erta (0, 1,5 va 3 soat) o'lchovlar orasidagi katta farq bilan izohlanadi.Bundan tashqari, tuz konsentratsiyasini oshirish tajriba muhitining nisbiy o'tkazuvchanligini ham oshiradi, bu esa sirt plazmonining rezonansiga chuqur ta'sir qiladi.29
NaCl ning ta'siri 4-rasmning o'rta qatorida umumlashtiriladi. Umuman olganda, natriy xlorid konsentratsiyasini oshirish kislotalilikni oshirishga o'xshash ta'sirga ega, degan xulosaga kelish mumkin, chunki Na+ ionlari karboksilat guruhlari atrofida koordinatsiya qilish tendentsiyasiga ega. salbiy zeta potentsial AgNPlarni bostirish.Bundan tashqari, 150 mM NaCl barcha uchta namunada mikron o'lchamdagi agregatlarni hosil qildi, bu fiziologik elektrolitlar kontsentratsiyasi sitrat bilan tugatilgan AgNPlarning kolloid barqarorligiga zararli ekanligini ko'rsatadi.Shunga o'xshash AgNP tizimlarida NaCl ning kritik kondensatsiya kontsentratsiyasini (CCC) hisobga olgan holda, bu natijalarni tegishli adabiyotlarda oqilona joylashtirish mumkin.Huynh va boshqalar.o'rtacha diametri 71 nm bo'lgan sitrat bilan yakunlangan kumush nanozarrachalar uchun NaCl ning CCC ni hisoblab chiqdi, El Badawy va boshqalar esa 47,6 mM.sitrat qoplamali 10 nm AgNPlarning CCC 70 mM ekanligini kuzatdi.10,16 Bundan tashqari, taxminan 300 mM bo'lgan sezilarli darajada yuqori CCC He va boshqalar tomonidan o'lchandi, bu ularning sintez usuli ilgari aytib o'tilgan nashrdan farqli bo'lishiga olib keldi.48 Garchi joriy hissa ushbu qiymatlarni har tomonlama tahlil qilishga qaratilgan bo'lmasa-da, bizning eksperimental sharoitimiz butun tadqiqotning murakkabligida ortib borayotganligi sababli, 50 mM, ayniqsa 150 mM NaCl biologik ahamiyatga ega NaCl kontsentratsiyasi ancha yuqori ko'rinadi.Aniqlangan kuchli o'zgarishlarni tushuntirib, induktsiyalangan koagulyatsiya.
Polimerizatsiya tajribasining keyingi bosqichi nanozarrachalar-biomolekulalar o'zaro ta'sirini simulyatsiya qilish uchun oddiy, ammo biologik ahamiyatga ega molekulalardan foydalanishdir.DLS (6 va 7-rasmlar) va UV-Vis natijalari (S3 va S4 qo'shimcha rasmlari) asosida ba'zi umumiy xulosalar chiqarish mumkin.Bizning eksperimental sharoitimizda o'rganilgan glyukoza va glutamin molekulalari hech qanday AgNP tizimida agregatsiyani keltirib chiqarmaydi, chunki Z-o'rtacha tendentsiyasi mos keladigan mos yozuvlar o'lchov qiymati bilan chambarchas bog'liq.Ularning mavjudligi agregatsiyaga ta'sir qilmasa ham, tajriba natijalari shuni ko'rsatadiki, bu molekulalar AgNPs yuzasida qisman adsorbsiyalanadi.Ushbu fikrni qo'llab-quvvatlovchi eng yorqin natija yorug'likning yutilishida kuzatilgan o'zgarishdir.AgNP-I mazmunli to'lqin uzunligi yoki intensivlik o'zgarishlarini ko'rsatmasa ham, uni kattaroq zarrachalarni o'lchash orqali aniqroq kuzatish mumkin, bu yuqorida aytib o'tilgan katta optik sezgirlik bilan bog'liq.Konsentratsiyadan qat'i nazar, glyukoza nazorat o'lchovi bilan solishtirganda 1,5 soatdan keyin kattaroq qizil rangga o'tishga olib kelishi mumkin, bu AgNP-IIda taxminan 40 nm va AgNP-IIIda taxminan 10 nm bo'lib, bu sirt o'zaro ta'sirining paydo bo'lishini isbotlaydi.Glutamin ham xuddi shunday tendentsiyani ko'rsatdi, ammo o'zgarish unchalik aniq emas edi.Bundan tashqari, glutamin o'rta va katta zarrachalarning mutlaq zeta potentsialini kamaytirishi mumkinligini ham ta'kidlash kerak.Biroq, bu zeta o'zgarishlari agregatsiya darajasiga ta'sir qilmaganligi sababli, glutamin kabi kichik biomolekulalar ham zarralar orasidagi ma'lum darajada fazoviy itarilishni ta'minlashi mumkin, deb taxmin qilish mumkin.
Shakl 6 Sitrat bilan tugatilgan kumush nanozarrachalar namunalarining kattalashishi (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II va 50 nm: AgNP-III) dinamik yorugʻlik tarqalishi natijalari oʻrtacha gidrodinamik diametr (oʻrtacha Z) sifatida ifodalanadi. (o'ngda) Turli xil glyukoza konsentratsiyasining tashqi sharoitlarida zeta potentsiali (chapda) 24 soat ichida o'zgaradi.
Shakl 7 Sitrat bilan yakunlangan kumush nanozarrachalar namunasining kattalashgan o'lchamlari (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II va 50 nm: AgNP-III) dinamik yorug'lik tarqalishi natijalari o'rtacha gidrodinamik diametr (Z o'rtacha) sifatida ifodalanadi. ) (o'ngda) Glutamin borligida zeta potentsiali (chapda) 24 soat ichida o'zgaradi.
Muxtasar qilib aytganda, glyukoza va glutamin kabi kichik biomolekulalar o'lchangan kontsentratsiyada kolloid barqarorligiga ta'sir qilmaydi: ular zeta potentsialiga va UV-Vis natijalariga turli darajada ta'sir qilsa-da, Z o'rtacha natijalari izchil emas.Bu shuni ko'rsatadiki, molekulalarning sirt adsorbsiyasi elektrostatik repulsiyani inhibe qiladi, lekin ayni paytda o'lchov barqarorligini ta'minlaydi.
Oldingi natijalarni oldingi natijalar bilan bog'lash va biologik sharoitlarni yanada mohirona taqlid qilish uchun biz eng ko'p qo'llaniladigan hujayra madaniyati komponentlarini tanladik va ulardan AgNP kolloidlarining barqarorligini o'rganish uchun eksperimental shartlar sifatida foydalandik.Butun in vitro eksperimentda DMEM ning vosita sifatida eng muhim vazifalaridan biri zarur osmotik sharoitlarni yaratishdir, ammo kimyoviy nuqtai nazardan, bu umumiy ion kuchi 150 mM NaCl ga o'xshash murakkab tuz eritmasi. .40 FBSga kelsak, u sirt adsorbsiyasi nuqtai nazaridan biomolekulalarning-asosan oqsillarning murakkab aralashmasi bo'lib, kimyoviy tarkibi va xilma-xilligiga qaramay, glyukoza va glutaminning eksperimental natijalari bilan ba'zi o'xshashliklarga ega. Jinsiy aloqa ancha murakkab.19 DLS va UV - mos ravishda 8-rasmda va qo'shimcha S5-rasmda ko'rsatilgan ko'rinadigan natijalarni ushbu materiallarning kimyoviy tarkibini o'rganish va ularni oldingi bo'limdagi o'lchovlar bilan bog'lash orqali tushuntirish mumkin.
8-rasm Sitrat bilan yakunlangan kumush nanozarrachalar namunasining kattalashgan o'lchamlari (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II va 50 nm: AgNP-III) o'rtacha gidrodinamik diametr (Z o'rtacha) sifatida ifodalangan. ) (o'ngda) DMEM va FBS hujayra madaniyati komponentlari mavjud bo'lganda, zeta potentsiali (chapda) 24 soat ichida o'zgaradi.
DMEMda turli o'lchamdagi AgNPlarning suyultirilishi kolloid barqarorlikka yuqori NaCl kontsentratsiyasi mavjud bo'lganda kuzatilgan ta'sirga o'xshash ta'sir ko'rsatadi.AgNP ning 50 v/v% DMEMda tarqalishi shuni ko'rsatdiki, zeta potentsiali va Z-o'rtacha qiymatining oshishi va SPR intensivligining keskin pasayishi bilan keng ko'lamli agregatsiya aniqlangan.Shuni ta'kidlash kerakki, DMEM tomonidan 24 soatdan keyin induktsiya qilingan maksimal agregat hajmi primer nanozarrachalarining o'lchamiga teskari proportsionaldir.
FBS va AgNP o'rtasidagi o'zaro ta'sir glyukoza va glutamin kabi kichikroq molekulalar mavjudligida kuzatilganiga o'xshaydi, ammo ta'sir kuchliroq.Zarrachalarning Z o'rtacha qiymati o'zgarmaydi, zeta potentsialining ortishi aniqlanadi.SPR cho'qqisi biroz qizil siljishni ko'rsatdi, lekin, ehtimol, qiziqroq, SPR intensivligi nazorat o'lchovidagi kabi sezilarli darajada kamaymadi.Bu natijalarni nanozarrachalar yuzasida makromolekulalarning tug'ma adsorbsiyasi (4-rasmning pastki qatori) bilan izohlash mumkin, bu endi organizmda biomolekulyar tojning shakllanishi deb tushuniladi.49