جاوا اسکریپت در حال حاضر در مرورگر شما غیر فعال است.هنگامی که جاوا اسکریپت غیرفعال است، برخی از عملکردهای این وب سایت کار نمی کنند.
جزئیات خاص و داروهای خاص مورد علاقه خود را ثبت کنید، و ما اطلاعاتی را که ارائه می کنید با مقالات موجود در پایگاه داده گسترده خود مطابقت می دهیم و یک نسخه PDF را از طریق ایمیل به موقع برای شما ارسال می کنیم.
آیا نانوذرات کوچکتر همیشه بهتر هستند؟درک اثرات بیولوژیکی تجمع وابسته به اندازه نانوذرات نقره در شرایط بیولوژیکی مرتبط
نویسندگان: Bélteky P، Rónavári A، Zakupszky D، Boka E، Igaz N، Szerencsés B، Pfeiffer I، Vágvölgyi C، Kiricsi M، Kónya Z
پتر بلتکی، 1، آندریا روناواری، 1، دالما زاکوپشکی، 1 استر بوکا، 1 نورا ایگاز، 2 بتینا سرنسس، 3 ایلونا فایفر، 3 کاسابا وگوولگی، 3 مونیکا کیریکسی از علوم انسانی و شیمی زیست محیطی، دانشگاه سگد2 گروه بیوشیمی و بیولوژی مولکولی، دانشکده علوم و اطلاعات، دانشگاه Szeged، مجارستان.3 گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم و اطلاعات، دانشگاه Szeged، مجارستان.گروه تحقیقاتی سینتیک واکنش و شیمی سطح 4MTA-SZTE، Szeged، مجارستان* این نویسندگان به طور مساوی در این کار مشارکت داشتند.ارتباط: Zoltán Kónya گروه شیمی کاربردی و محیط زیست، دانشکده علوم و انفورماتیک، دانشگاه Szeged، Rerrich Square 1، Szeged، H-6720، مجارستان تلفن +36 62 544620 ایمیل [Email protection] Purpose: SilverNoparticles areA یکی از رایج ترین نانومواد مورد مطالعه، به ویژه به دلیل کاربردهای زیست پزشکی آنها.با این حال، به دلیل تجمع نانوذرات، سمیت سلولی عالی و فعالیت ضد باکتریایی آنها اغلب در محیط های بیولوژیکی به خطر می افتد.در این کار، رفتار تجمع و فعالیت‌های بیولوژیکی مربوط به سه نمونه مختلف نانوذره نقره پایان‌داده‌شده با سیترات با قطر متوسط ​​10، 20 و 50 نانومتر مورد بررسی قرار گرفت.روش: استفاده از میکروسکوپ الکترونی عبوری برای سنتز و شناسایی نانوذرات، ارزیابی رفتار تجمع آنها در مقادیر مختلف pH، غلظت NaCl، گلوکز و گلوتامین با پراکندگی نور دینامیک و طیف‌سنجی مرئی- فرابنفش.علاوه بر این، در محیط کشت سلولی اجزایی مانند Dulbecco باعث بهبود رفتار تجمع در محیط Eagle و سرم جنین گوساله می شود.یافته ها: نتایج نشان می دهد که pH اسیدی و محتوای الکترولیت فیزیولوژیکی به طور کلی باعث تجمع در مقیاس میکرونی می شود که می تواند با تشکیل تاج بیومولکولی واسطه شود.شایان ذکر است که ذرات بزرگتر نسبت به همتایان کوچکتر خود مقاومت بیشتری در برابر تأثیرات خارجی نشان می دهند.آزمایش‌های سمیت سلولی و ضد باکتریایی در شرایط آزمایشگاهی با تیمار سلول‌ها با دانه‌های نانوذرات در مراحل مختلف تجمع انجام شد.نتیجه‌گیری: نتایج ما نشان می‌دهد که ارتباط عمیقی بین پایداری کلوئیدی و سمیت نانوذرات نقره وجود دارد، زیرا تجمع شدید منجر به از دست دادن کامل فعالیت بیولوژیکی می‌شود.درجه بالاتر ضد تجمع مشاهده شده برای ذرات بزرگتر تأثیر قابل توجهی بر سمیت آزمایشگاهی دارد، زیرا چنین نمونه هایی فعالیت ضد میکروبی و سلولی پستانداران بیشتری را حفظ می کنند.این یافته‌ها به این نتیجه می‌رسند که علی‌رغم نظر کلی در ادبیات مربوطه، هدف قرار دادن کوچک‌ترین نانوذرات ممکن ممکن است بهترین اقدام نباشد.کلمات کلیدی: رشد با واسطه بذر، پایداری کلوئیدی، رفتار تجمع وابسته به اندازه، سمیت آسیب تجمع
با افزایش تقاضا و تولید نانومواد، توجه بیشتر و بیشتری به ایمنی زیستی یا فعالیت بیولوژیکی آنها می شود.نانوذرات نقره (AgNPs) به دلیل خواص کاتالیزوری، نوری و بیولوژیکی عالی یکی از متداول ترین نمایندگان سنتز، تحقیق و استفاده از این دسته از مواد هستند.عموماً اعتقاد بر این است که ویژگی‌های منحصربه‌فرد نانومواد (از جمله AgNPs) عمدتاً به سطح ویژه بزرگ آنها نسبت داده می‌شود.بنابراین، مشکل اجتناب‌ناپذیر هر فرآیندی است که بر این ویژگی کلیدی تأثیر می‌گذارد، مانند اندازه ذرات، پوشش سطح یا تجمع، که آیا به خواص نانوذراتی که برای کاربردهای خاص حیاتی هستند آسیب جدی وارد می‌کند.
اثرات اندازه ذرات و تثبیت کننده ها موضوعاتی هستند که به خوبی در ادبیات مستند شده اند.به عنوان مثال، دیدگاه عمومی پذیرفته شده این است که نانوذرات کوچکتر سمی تر از نانوذرات بزرگتر هستند.مطابق با ادبیات عمومی، مطالعات قبلی ما فعالیت وابسته به اندازه نانو نقره را بر روی سلول‌ها و میکروارگانیسم‌های پستانداران نشان داده‌اند.3- 5 پوشش سطحی ویژگی دیگری است که تأثیر گسترده ای بر خواص نانومواد دارد.تنها با افزودن یا اصلاح تثبیت کننده ها بر روی سطح آن، همان نانو ماده ممکن است خواص فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی کاملاً متفاوتی داشته باشد.استفاده از عوامل پوشش دهنده اغلب به عنوان بخشی از سنتز نانوذرات انجام می شود.به عنوان مثال، نانوذرات نقره پایان‌یافته با سیترات یکی از مرتبط‌ترین نانوذرات نقره در این تحقیق هستند که با کاهش نمک‌های نقره در محلول تثبیت‌کننده انتخابی به عنوان محیط واکنش سنتز می‌شوند.6 سیترات می تواند به راحتی از هزینه کم، در دسترس بودن، زیست سازگاری و میل ترکیبی قوی برای نقره استفاده کند، که می تواند در برهمکنش های پیشنهادی مختلف، از جذب سطحی برگشت پذیر تا برهمکنش های یونی، منعکس شود.مولکول‌های کوچک و یون‌های چند اتمی نزدیک به 7،8، مانند سیترات‌ها، پلیمرها، پلی‌الکترولیت‌ها و عوامل بیولوژیکی نیز معمولاً برای تثبیت نانو نقره و انجام عملکردهای منحصربه‌فرد بر روی آن استفاده می‌شوند.9-12
اگرچه امکان تغییر فعالیت نانوذرات با دربندی سطحی عمدی منطقه بسیار جالبی است، نقش اصلی این پوشش سطحی ناچیز است و پایداری کلوئیدی را برای سیستم نانوذرات فراهم می‌کند.سطح ویژه بزرگ نانومواد انرژی سطح زیادی تولید می کند که مانع از توانایی ترمودینامیکی سیستم برای رسیدن به حداقل انرژی می شود.13 بدون تثبیت مناسب، این می تواند منجر به تجمع نانومواد شود.انباشتگی، تشکیل توده‌هایی از ذرات با اشکال و اندازه‌های مختلف است که زمانی اتفاق می‌افتد که ذرات پراکنده به هم می‌رسند و برهمکنش‌های ترمودینامیکی فعلی به ذرات اجازه می‌دهد به یکدیگر بچسبند.بنابراین، از تثبیت کننده ها برای جلوگیری از تجمع با وارد کردن یک نیروی دافعه به اندازه کافی بزرگ بین ذرات برای مقابله با جاذبه ترمودینامیکی آنها استفاده می شود.14
اگرچه موضوع اندازه ذرات و پوشش سطح به طور کامل در زمینه تنظیم فعالیت‌های بیولوژیکی ناشی از نانوذرات مورد بررسی قرار گرفته است، تجمع ذرات منطقه‌ای است که عمدتاً نادیده گرفته شده است.تقریباً هیچ مطالعه کاملی برای حل پایداری کلوئیدی نانوذرات تحت شرایط بیولوژیکی مرتبط وجود ندارد.10،15-17 بعلاوه، این مشارکت به ویژه نادر است، جایی که سمیت مرتبط با تجمع نیز مورد مطالعه قرار گرفته است، حتی اگر ممکن است باعث واکنش های نامطلوب مانند ترومبوز عروقی، یا از دست دادن ویژگی های مورد نظر، مانند سمیت آن، شود. نشان داده شده در شکل 1.18، 19 نشان داده شده است.در واقع، یکی از معدود مکانیسم‌های شناخته شده مقاومت نانوذرات نقره مربوط به تجمع است، زیرا برخی از سویه‌های E. coli و Pseudomonas aeruginosa با بیان پروتئین فلاژلین، فلاژلین، حساسیت نانو نقره‌ای خود را کاهش می‌دهند.تمایل زیادی به نقره دارد و در نتیجه باعث تجمع می شود.20
چندین مکانیسم مختلف در رابطه با سمیت نانوذرات نقره وجود دارد و تجمع بر همه این مکانیسم ها تأثیر می گذارد.مورد بحث ترین روش فعالیت بیولوژیکی AgNP، که گاهی اوقات به عنوان مکانیسم "اسب تروا" نامیده می شود، AgNP ها را به عنوان حامل Ag + در نظر می گیرد.1,21 مکانیسم اسب تروا می تواند افزایش زیادی در غلظت محلی Ag+ را تضمین کند که منجر به تولید ROS و دپلاریزاسیون غشا می شود.22-24 تجمع ممکن است بر آزادسازی Ag+ تأثیر بگذارد و در نتیجه بر سمیت تأثیر بگذارد، زیرا سطح فعال مؤثر را که در آن یون‌های نقره ممکن است اکسید و حل شوند، کاهش می‌دهد.با این حال، نانوذرات نقره نه تنها از طریق انتشار یون سمیت نشان می دهند.بسیاری از تعاملات مربوط به اندازه و مورفولوژی باید در نظر گرفته شوند.در این میان، اندازه و شکل سطح نانوذرات از ویژگی های تعیین کننده است.4،25 مجموعه ای از این مکانیسم ها را می توان به عنوان "مکانیسم های سمیت القایی" طبقه بندی کرد.به طور بالقوه بسیاری از واکنش های میتوکندری و غشای سطحی وجود دارد که می تواند به اندامک ها آسیب برساند و باعث مرگ سلولی شود.25-27 از آنجایی که تشکیل سنگدانه ها به طور طبیعی بر اندازه و شکل اجسام حاوی نقره که توسط سیستم های زنده تشخیص داده شده اند تأثیر می گذارد، این فعل و انفعالات نیز ممکن است تحت تأثیر قرار گیرند.
در مقاله قبلی خود در مورد تجمع نانوذرات نقره، ما یک روش غربالگری موثر متشکل از آزمایش‌های شیمیایی و بیولوژیکی آزمایشگاهی را برای مطالعه این مشکل نشان دادیم.19 پراکندگی دینامیک نور (DLS) روش ترجیحی برای این نوع بازرسی‌ها است، زیرا این ماده می‌تواند فوتون‌ها را در طول موجی قابل مقایسه با اندازه ذرات خود پراکنده کند.از آنجایی که سرعت حرکت براونی ذرات در محیط مایع با اندازه مرتبط است، می توان از تغییر در شدت نور پراکنده برای تعیین میانگین قطر هیدرودینامیکی (Z-mean) نمونه مایع استفاده کرد.علاوه بر این، با اعمال ولتاژ به نمونه، پتانسیل زتا (پتانسیل ζ) نانوذره را می توان به طور مشابه با مقدار میانگین Z اندازه گیری کرد.13،28 اگر مقدار مطلق پتانسیل زتا به اندازه کافی بالا باشد (طبق دستورالعمل های کلی > 30 ± میلی ولت)، دافعه الکترواستاتیکی قوی بین ذرات برای خنثی کردن تجمع ایجاد می کند.تشدید پلاسمون سطح مشخصه (SPR) یک پدیده نوری منحصر به فرد است که عمدتاً به نانوذرات فلزات گرانبها (عمدتاً طلا و نقره) نسبت داده می شود.29 بر اساس نوسانات الکترونیکی (پلاسمون های سطحی) این مواد در مقیاس نانو، مشخص شده است که نانوذرات کروی کروی دارای پیک جذب مشخصه UV-Vis نزدیک به 400 نانومتر هستند.شدت و تغییر طول موج ذرات برای تکمیل نتایج DLS استفاده می شود، زیرا این روش می تواند برای تشخیص تجمع نانوذرات و جذب سطحی زیست مولکول ها استفاده شود.
بر اساس اطلاعات به‌دست‌آمده، سنجش زنده‌مانی سلولی (MTT) و آنتی‌باکتریایی به روشی انجام می‌شود که در آن سمیت AgNP به‌عنوان تابعی از سطح تجمع توصیف می‌شود، نه (متداول‌ترین عامل مورد استفاده) غلظت نانوذرات.این روش منحصر به فرد به ما اجازه می دهد تا اهمیت عمیق سطح تجمع در فعالیت بیولوژیکی را نشان دهیم، زیرا، برای مثال، AgNP های پایان یافته با سیترات به دلیل تجمع در عرض چند ساعت کاملاً فعالیت بیولوژیکی خود را از دست می دهند.19
در کار فعلی، هدف ما این است که سهم قبلی خود را در پایداری کلوئیدهای مرتبط با زیست و تأثیر آنها بر فعالیت بیولوژیکی با مطالعه تأثیر اندازه نانوذرات بر تجمع نانوذرات به میزان زیادی گسترش دهیم.این بدون شک یکی از مطالعات نانوذرات است.برای بررسی این موضوع، از روش رشد با واسطه بذر برای تولید نانوذرات نقره منتهی به سیترات در سه محدوده اندازه مختلف (10، 20 و 50 نانومتر) استفاده شد.6,32 به عنوان یکی از رایج ترین روش ها.برای نانوموادی که به طور گسترده و معمول در کاربردهای پزشکی استفاده می‌شوند، نانوذرات نقره با اندازه‌های مختلف با پایانه سیترات انتخاب می‌شوند تا وابستگی احتمالی به اندازه خواص بیولوژیکی نانونقره مرتبط با تجمع را بررسی کنند.پس از سنتز نانوذرات نقره با اندازه‌های مختلف، نمونه‌های تولید شده را با میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) مشخص کردیم و سپس ذرات را با استفاده از روش غربالگری فوق‌الذکر بررسی کردیم.علاوه بر این، در حضور کشت‌های سلولی آزمایشگاهی، محیط عقاب اصلاح‌شده Dulbecco (DMEM) و سرم جنین گاو (FBS)، رفتار تجمع وابسته به اندازه و رفتار آن در مقادیر مختلف pH، غلظت NaCl، گلوکز و گلوتامین مورد ارزیابی قرار گرفت.ویژگی های سمیت سلولی تحت شرایط جامع تعیین می شود.اجماع علمی نشان می دهد که به طور کلی، ذرات کوچکتر ارجح هستند.تحقیقات ما یک بستر شیمیایی و بیولوژیکی برای تعیین اینکه آیا این مورد است فراهم می کند.
سه نانوذره نقره با محدوده اندازه های مختلف با روش رشد با واسطه بذر پیشنهاد شده توسط Wan و همکاران، با تغییرات جزئی تهیه شد.6 این روش بر اساس احیای شیمیایی است که از نیترات نقره (AgNO3) به عنوان منبع نقره، بوروهیدرید سدیم (NaBH4) به عنوان عامل کاهنده و سیترات سدیم به عنوان تثبیت کننده استفاده می کند.ابتدا 75 میلی لیتر محلول آبی سیترات 9 میلی مولار از دی هیدرات سیترات سدیم (Na3C6H5O7 x 2H2O) تهیه کرده و تا دمای 70 درجه سانتی گراد حرارت دهید.سپس 2 میلی لیتر محلول AgNO3 1% w/v به محیط واکنش اضافه شد و سپس محلول بوروهیدرید سدیم تازه تهیه شده (2 میلی لیتر 0.1% w/v) به صورت قطره ای در مخلوط ریخته شد.سوسپانسیون زرد قهوه ای به دست آمده در دمای 70 درجه سانتی گراد با هم زدن شدید به مدت 1 ساعت نگهداری شد و سپس تا دمای اتاق خنک شد.نمونه به دست آمده (از این به بعد AgNP-I نامیده می شود) به عنوان پایه ای برای رشد با واسطه بذر در مرحله سنتز بعدی استفاده می شود.
برای سنتز یک سوسپانسیون ذرات با اندازه متوسط ​​(که با AgNP-II مشخص می شود)، 90 میلی لیتر محلول سیترات 7.6 میلی مولار را تا 80 درجه سانتیگراد گرم کنید، آن را با 10 میلی لیتر AgNP-I مخلوط کنید و سپس 2 میلی لیتر محلول AgNO3 1 درصد وزنی بر وزن را مخلوط کنید. به مدت 1 ساعت تحت همزن مکانیکی شدید نگهداری شد و سپس نمونه تا دمای اتاق خنک شد.
برای بزرگترین ذره (AgNP-III)، همان فرآیند رشد را تکرار کنید، اما در این مورد، از 10 میلی لیتر AgNP-II به عنوان سوسپانسیون بذر استفاده کنید.پس از اینکه نمونه ها به دمای اتاق رسیدند، غلظت اسمی Ag خود را بر اساس میزان کل AgNO3 روی ppm 150 با افزودن یا تبخیر حلال اضافی در دمای 40 درجه سانتیگراد تنظیم می کنند و در نهایت تا استفاده بعدی در دمای 4 درجه سانتیگراد نگهداری می کنند.
از FEI Tecnai G2 20 X-Twin Electron Transmission Microscope (TEM) (مرکز شرکت FEI، هیلزبورو، اورگان، ایالات متحده آمریکا) با ولتاژ شتاب 200 کیلوولت برای بررسی ویژگی های مورفولوژیکی نانوذرات و گرفتن الگوی پراش الکترونی آنها (ED) استفاده کنید.حداقل 15 تصویر معرف (~750 ذره) با استفاده از بسته نرم افزاری ImageJ مورد ارزیابی قرار گرفت و هیستوگرام های به دست آمده (و تمام نمودارها در کل مطالعه) در OriginPro 2018 (OriginLab, Northampton, MA, USA) 33,34 ایجاد شد.
میانگین قطر هیدرودینامیکی (میانگین Z)، پتانسیل زتا (ζ-پتانسیل) و تشدید پلاسمون سطح مشخصه (SPR) نمونه‌ها برای نشان دادن خواص کلوئیدی اولیه آنها اندازه‌گیری شد.میانگین قطر هیدرودینامیکی و پتانسیل زتا نمونه توسط ابزار Malvern Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments, Malvern, UK) با استفاده از سلول های مویین یکبار مصرف تاشو در دمای 0.1±37 درجه سانتی گراد اندازه گیری شد.اسپکتروفتومتر UV-Vis Ocean Optics 355 DH-2000-BAL (Halma PLC، Largo، FL، USA) برای به دست آوردن ویژگی های SPR مشخصه از طیف های جذب UV-Vis نمونه ها در محدوده 250-800 نانومتر استفاده شد.
در طول کل آزمایش، سه نوع اندازه گیری مختلف مربوط به پایداری کلوئیدی به طور همزمان انجام شد.از DLS برای اندازه گیری میانگین قطر هیدرودینامیکی (میانگین Z) و پتانسیل زتا (پتانسیل ζ) ذرات استفاده کنید، زیرا میانگین Z مربوط به اندازه متوسط ​​نانوذرات است و پتانسیل زتا نشان می دهد که آیا دافعه الکترواستاتیکی در سیستم وجود دارد یا خیر. به اندازه کافی قوی است که جاذبه واندروالس را بین نانوذرات جبران کند.اندازه گیری ها در سه تکرار انجام می شود و انحراف معیار میانگین Z و پتانسیل زتا توسط نرم افزار Zetasizer محاسبه می شود.طیف مشخصه SPR ذرات با طیف‌سنجی UV-Vis ارزیابی می‌شود، زیرا تغییرات در شدت و طول موج اوج می‌تواند نشان‌دهنده تجمع و برهمکنش‌های سطحی باشد.29،35 در واقع، تشدید پلاسمون سطحی در فلزات گرانبها آنقدر تأثیرگذار است که منجر به روش‌های جدیدی برای تجزیه و تحلیل مولکول‌های زیستی شده است.29،36،37 غلظت AgNPs در مخلوط آزمایشی حدود 10 ppm است و هدف تعیین شدت حداکثر جذب اولیه SPR بر روی 1 است. آزمایش به روشی وابسته به زمان در 0 انجام شد.1.5;3;612 و 24 ساعت تحت شرایط مختلف بیولوژیکی مرتبط.جزئیات بیشتر برای توصیف آزمایش را می توان در کار قبلی ما مشاهده کرد.19 به طور خلاصه، مقادیر مختلف pH (3؛ 5؛ 7.2 و 9)، غلظت‌های مختلف کلرید سدیم (10 میلی‌مولار؛ 50 میلی‌مولار؛ 150 میلی‌مولار)، گلوکز (3.9 میلی‌مولار؛ 6.7 میلی‌مولار) و گلوتامین (4 میلی‌مولار) و همچنین محیط Eagle اصلاح شده Dulbecco (DMEM) و سرم جنین گاو (FBS) (در آب و DMEM) را به عنوان سیستم های مدل تهیه کرد و اثرات آنها را بر رفتار تجمع نانوذرات نقره سنتز شده مورد مطالعه قرار داد.pH مقادیر NaCl، گلوکز و گلوتامین بر اساس غلظت های فیزیولوژیکی ارزیابی می شوند، در حالی که مقادیر DMEM و FBS با سطوح مورد استفاده در کل آزمایش آزمایشگاهی یکسان است.38-42 همه اندازه‌گیری‌ها در pH 7.2 و 37 درجه سانتی‌گراد با غلظت نمک پس‌زمینه ثابت 10 میلی‌مولار NaCl انجام شد تا هرگونه فعل و انفعالات ذرات در فواصل دور را حذف کند (به استثنای برخی آزمایش‌های مربوط به pH و NaCl، که این ویژگی‌ها متغیرهای زیر هستند. مطالعه).28 فهرست شرایط مختلف در جدول 1 خلاصه شده است. آزمایش مشخص شده با † به عنوان مرجع استفاده می شود و مربوط به نمونه ای است که حاوی 10 میلی مولار NaCl و pH 7.2 است.
رده سلولی سرطان پروستات انسانی (DU145) و کراتینوسیت های انسانی جاودانه (HaCaT) از ATCC (ماناساس، VA، ایالات متحده آمریکا) به دست آمد.سلول ها به طور معمول در محیط حداقل ضروری Dulbecco Eagle (DMEM) حاوی 4.5 گرم در لیتر گلوکز (Sigma-Aldrich، Saint Louis، MO، ایالات متحده)، همراه با 10٪ FBS، 2 میلی مولار L-گلوتامین، 0.01٪ استرپتومایسین و 0.005٪ کشت داده می شوند. پنی سیلین (سیگما آلدریچ، سنت لوئیس، میسوری، ایالات متحده آمریکا).سلول ها در انکوباتور 37 درجه سانتی گراد تحت 5% CO2 و رطوبت 95% کشت داده می شوند.
به منظور بررسی تغییرات در سمیت سلولی AgNP ناشی از تجمع ذرات به روشی وابسته به زمان، یک سنجش MTT دو مرحله‌ای انجام شد.ابتدا، زنده ماندن دو نوع سلول پس از درمان با AgNP-I، AgNP-II و AgNP-III اندازه‌گیری شد.برای این منظور، دو نوع سلول در صفحات 96 چاهی با تراکم 10000 سلول در چاه کاشته شدند و در روز دوم با سه اندازه مختلف نانوذرات نقره در غلظت‌های افزایشی تیمار شدند.پس از 24 ساعت درمان، سلول ها با PBS شسته و با معرف MTT 5/0 میلی گرم در میلی لیتر (SERVA، هایدلبرگ، آلمان) رقیق شده در محیط کشت به مدت 1 ساعت در دمای 37 درجه سانتی گراد انکوبه شدند.بلورهای Formazan در DMSO (سیگما-آلدریچ، سنت لوئیس، MO، ایالات متحده آمریکا) حل شدند و جذب با استفاده از صفحه‌خوان Synergy HTX (BioTek-Hungary، بوداپست، مجارستان) در طول موج 570 نانومتر اندازه‌گیری شد.مقدار جذب نمونه شاهد تیمار نشده 100% میزان بقا در نظر گرفته می شود.حداقل 3 آزمایش را با استفاده از چهار تکرار بیولوژیکی مستقل انجام دهید.IC50 از منحنی پاسخ دوز بر اساس نتایج حیاتی محاسبه می شود.
سپس در مرحله دوم، با انکوبه کردن ذرات با 150 میلی مولار NaCl برای بازه‌های زمانی مختلف (0، 1.5، 3، 6، 12 و 24 ساعت) قبل از تیمار سلولی، حالت‌های تجمعی متفاوت نانوذرات نقره تولید شد.پس از آن، همان روش MTT همانطور که قبلاً توضیح داده شد برای ارزیابی تغییرات در زنده ماندن سلولی تحت تأثیر تجمع ذرات انجام شد.از GraphPad Prism 7 برای ارزیابی نتیجه نهایی استفاده کنید، اهمیت آماری آزمایش را با آزمون t غیر زوجی محاسبه کنید و سطح آن را به صورت * (0.05 ≤ p)، ** (p ≤ 0.01)، *** (p ≤ 0.001) علامت گذاری کنید. ) و **** (p ≤ 0.0001).
سه اندازه مختلف از نانوذرات نقره (AgNP-I، AgNP-II و AgNP-III) برای حساسیت ضد باکتریایی به کریپتوکوکوس نئوفرمانس IFM 5844 (IFM؛ مرکز تحقیقات قارچ‌های بیماری‌زا و سم‌شناسی میکروبی، دانشگاه Chiba TestMC630Z) و Bacilium S31 استفاده شد. (SZMC: Szeged Microbiology Collection) و E. coli SZMC 0582 در محیط RPMI 1640 (Sigma-Aldrich Co.).به منظور بررسی تغییرات فعالیت ضد باکتریایی ناشی از تجمع ذرات، ابتدا حداقل غلظت مهاری آنها (MIC) با میکرورقیق‌سازی در صفحه میکروتیتر 96 چاهی تعیین شد.به 50 میکرولیتر سوسپانسیون سلولی استاندارد (5 × 104 سلول در میلی‌لیتر در محیط RPMI 1640)، 50 میکرولیتر سوسپانسیون نانوذرات نقره اضافه کنید و به صورت سریال دو برابر غلظت رقیق کنید (در محیط فوق، محدوده 0 و 75 ppm است، یعنی نمونه شاهد حاوی 50 میکرولیتر سوسپانسیون سلولی و 50 میکرولیتر محیط بدون نانوذرات است.پس از آن، صفحه در دمای 30 درجه سانتیگراد به مدت 48 ساعت انکوبه شد و چگالی نوری کشت در طول موج 620 نانومتر با استفاده از صفحه‌خوان نانو SPECTROstar (BMG LabTech، Offenburg، آلمان) اندازه‌گیری شد.آزمایش سه بار در سه تکرار انجام شد.
به جز اینکه 50 میکرولیتر از نمونه‌های نانوذره انباشته شده در این زمان مورد استفاده قرار گرفت، همان روشی که قبلا توضیح داده شد برای بررسی اثر تجمع بر فعالیت ضد باکتریایی روی سویه‌های فوق‌الذکر استفاده شد.حالت‌های تجمع مختلف نانوذرات نقره با انکوبه کردن ذرات با 150 میلی‌مولار NaCl برای دوره‌های زمانی مختلف (0، 1.5، 3، 6، 12 و 24 ساعت) قبل از پردازش سلولی تولید می‌شوند.یک سوسپانسیون مکمل با 50 میکرولیتر از محیط RPMI 1640 به عنوان کنترل رشد استفاده شد، در حالی که به منظور کنترل سمیت، از سوسپانسیون با نانوذرات غیر انباشته استفاده شد.آزمایش سه بار در سه تکرار انجام شد.از GraphPad Prism 7 برای ارزیابی مجدد نتیجه نهایی با استفاده از همان تحلیل آماری تجزیه و تحلیل MTT استفاده کنید.
سطح تجمع کوچکترین ذرات (AgNP-I) مشخص شده است، و نتایج تا حدی در کار قبلی ما منتشر شد، اما برای مقایسه بهتر، همه ذرات به طور کامل غربال شدند.داده های تجربی در بخش های زیر جمع آوری و مورد بحث قرار می گیرند.سه اندازه AgNP.19
اندازه گیری های انجام شده توسط TEM، UV-Vis و DLS سنتز موفقیت آمیز تمام نمونه های AgNP را تأیید کرد (شکل 2A-D).با توجه به ردیف اول شکل 2، کوچکترین ذره (AgNP-I) مورفولوژی کروی یکنواخت با قطر متوسط ​​حدود 10 نانومتر را نشان می دهد.روش رشد با واسطه بذر همچنین AgNP-II و AgNP-III را با محدوده اندازه های مختلف با متوسط ​​قطر ذرات تقریباً 20 نانومتر و 50 نانومتر ارائه می دهد.با توجه به انحراف استاندارد توزیع ذرات، اندازه های سه نمونه با هم همپوشانی ندارند، که برای تجزیه و تحلیل مقایسه ای آنها مهم است.با مقایسه میانگین نسبت ابعاد و نسبت نازکی پیش بینی ذرات 2 بعدی مبتنی بر TEM، فرض می شود که کروییت ذرات توسط پلاگین فیلتر شکل ImageJ ارزیابی می شود (شکل 2E).43 با توجه به تجزیه و تحلیل شکل ذرات، نسبت ابعاد آنها (ضلع بزرگ / ضلع کوتاه کوچکترین مستطیل مرزی) تحت تأثیر رشد ذرات نیست و نسبت نازکی آنها (مساحت اندازه گیری شده از دایره کامل / ناحیه نظری مربوطه) ) به تدریج کاهش می یابد.این منجر به تولید ذرات چند وجهی بیشتر و بیشتر می شود که از نظر تئوری کاملاً گرد هستند که مربوط به نسبت نازکی 1 است.
شکل 2 تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) (A)، الگوی پراش الکترونی (ED) (B)، هیستوگرام توزیع اندازه (C)، طیف جذب نور مشخصه فرابنفش مرئی (UV-Vis) و سیترات متوسط ​​سیال نانوذرات نقره پایان یافته با قطر مکانیکی (میانگین Z)، پتانسیل زتا، نسبت ابعاد و نسبت ضخامت (E) دارای سه محدوده اندازه متفاوت هستند: AgNP-I 10 نانومتر (ردیف بالا)، AgNP -II 20 نانومتر (ردیف میانی) ، AgNP-III (ردیف پایین) 50 نانومتر است.
اگرچه ماهیت چرخه‌ای روش رشد تا حدی بر شکل ذرات تأثیر می‌گذارد، که منجر به کروی کوچک‌تر نانوذرات نقره بزرگ‌تر می‌شود، اما هر سه نمونه شبه کروی باقی ماندند.علاوه بر این، همانطور که در الگوی پراش الکترون در شکل 2B نشان داده شده است، نانو بلورینگی ذرات تحت تاثیر قرار نمی گیرد.حلقه پراش برجسته - که می تواند با شاخص های (111)، (220)، (200) و (311) میلر نقره مرتبط باشد - با ادبیات علمی و مشارکت های قبلی ما سازگار است.9، 19،44 تکه تکه شدن حلقه Debye-Scherrer AgNP-II و AgNP-III به این دلیل است که تصویر ED با بزرگنمایی یکسان گرفته می شود، بنابراین با افزایش اندازه ذرات، تعداد ذرات پراکنده در هر واحد سطح افزایش و کاهش می یابد.
اندازه و شکل نانوذرات بر فعالیت بیولوژیکی تاثیر می گذارد.3،45 فعالیت کاتالیزوری و بیولوژیکی وابسته به شکل را می توان با این واقعیت توضیح داد که اشکال مختلف تمایل به تکثیر چهره های کریستالی خاصی دارند (دارای شاخص های مختلف میلر)، و این وجه های کریستالی فعالیت های متفاوتی دارند.45،46 از آنجایی که ذرات آماده شده نتایج ED مشابهی را ارائه می‌کنند که مربوط به ویژگی‌های کریستالی بسیار مشابه است، می‌توان فرض کرد که در آزمایش‌های پایداری کلوئیدی و فعالیت بیولوژیکی بعدی ما، هر گونه تفاوت مشاهده‌شده باید به اندازه نانوذره نسبت داده شود، نه ویژگی‌های مرتبط با شکل.
نتایج UV-Vis خلاصه شده در شکل 2D بیشتر بر ماهیت کروی قریب به اتفاق AgNP سنتز شده تأکید می کند، زیرا پیک SPR هر سه نمونه حدود 400 نانومتر است که یک مقدار مشخصه نانوذرات نقره کروی است.29،30 طیف های گرفته شده همچنین رشد موفقیت آمیز نانو نقره با واسطه بذر را تایید کردند.همانطور که اندازه ذرات افزایش می یابد، طول موج مربوط به حداکثر جذب نور AgNP-II - به طور برجسته تر - طبق ادبیات، AgNP-III یک انتقال به سرخ را تجربه کرد.6,29
با توجه به پایداری کلوئیدی اولیه سیستم AgNP، DLS برای اندازه گیری میانگین قطر هیدرودینامیکی و پتانسیل زتا ذرات در pH 7.2 استفاده شد.نتایج نشان داده شده در شکل 2E نشان می دهد که AgNP-III پایداری کلوئیدی بالاتری نسبت به AgNP-I یا AgNP-II دارد، زیرا دستورالعمل های رایج نشان می دهد که پتانسیل زتا 30 میلی ولت مطلق برای پایداری کلوئیدی درازمدت ضروری است. مقدار میانگین Z (به عنوان میانگین قطر هیدرودینامیکی ذرات آزاد و انباشته به دست می آید) با اندازه ذرات اولیه بدست آمده توسط TEM مقایسه می شود، زیرا هر چه این دو مقدار به هم نزدیکتر باشند، درجه جمع آوری در نمونه ملایم تر است.در واقع، میانگین Z AgNP-I و AgNP-II به طور معقولی بالاتر از اندازه ذرات اصلی ارزیابی شده توسط TEM است، بنابراین در مقایسه با AgNP-III، احتمال تجمع این نمونه ها در جایی که پتانسیل زتا بسیار منفی است، بیشتر است. با یک اندازه نزدیک مقدار میانگین Z همراه است.
توضیح این پدیده می تواند دو گونه باشد.از یک طرف، غلظت سیترات در تمام مراحل سنتز در یک سطح مشابه حفظ می شود و مقدار نسبتاً بالایی از گروه های سطح باردار را برای جلوگیری از کاهش سطح ویژه ذرات در حال رشد فراهم می کند.با این حال، طبق گفته لواک و همکاران، مولکول‌های کوچکی مانند سیترات می‌توانند به راحتی توسط مولکول‌های زیستی روی سطح نانوذرات مبادله شوند.در این حالت، پایداری کلوئیدی توسط تاج مولکول های زیستی تولید شده تعیین می شود.31 از آنجایی که این رفتار در اندازه‌گیری‌های تجمع ما نیز مشاهده شد (که بعداً با جزئیات بیشتر مورد بحث قرار خواهد گرفت)، پوشش سیترات به تنهایی نمی‌تواند این پدیده را توضیح دهد.
از سوی دیگر، اندازه ذرات با تمایل تجمع در سطح نانومتری نسبت معکوس دارد.این عمدتا توسط روش سنتی Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO) پشتیبانی می شود، که در آن جاذبه ذرات به عنوان مجموع نیروهای جاذبه و دافعه بین ذرات توصیف می شود.به گفته او و همکاران، حداکثر مقدار منحنی انرژی DLVO با اندازه نانوذرات در نانوذرات هماتیت کاهش می‌یابد و دستیابی به حداقل انرژی اولیه را آسان‌تر می‌کند و در نتیجه تجمع غیرقابل برگشت (تراکم) را افزایش می‌دهد.47 با این حال، حدس زده می شود که جنبه های دیگری فراتر از محدودیت های نظریه DLVO وجود دارد.اگرچه گرانش واندروالس و دافعه دو لایه الکترواستاتیکی با افزایش اندازه ذرات مشابه هستند، بررسی توسط Hotze و همکاران.پیشنهاد می کند که تأثیر قوی تری بر روی تجمع نسبت به DLVO دارد.14 آنها معتقدند که انحنای سطح نانوذرات را دیگر نمی توان به عنوان یک سطح مسطح تخمین زد و تخمین ریاضی را غیرقابل اجرا می کند.علاوه بر این، با کاهش اندازه ذرات، درصد اتم‌های موجود در سطح بیشتر می‌شود که منجر به ساختار الکترونیکی و رفتار بار سطحی می‌شود.و واکنش پذیری سطح تغییر می کند، که ممکن است منجر به کاهش بار در لایه دوگانه الکتریکی شود و تجمع را افزایش دهد.
هنگام مقایسه نتایج DLS AgNP-I، AgNP-II، و AgNP-III در شکل 3، مشاهده کردیم که هر سه نمونه تجمع محرک pH مشابهی را نشان دادند.یک محیط بسیار اسیدی (pH 3) پتانسیل زتای نمونه را به 0 میلی ولت تغییر می‌دهد و باعث می‌شود ذرات سنگدانه‌هایی در اندازه میکرون تشکیل دهند، در حالی که pH قلیایی پتانسیل زتا خود را به مقدار منفی بزرگ‌تری تغییر می‌دهد، جایی که ذرات دانه‌های کوچک‌تری را تشکیل می‌دهند (pH 5). ).و 7.2))، یا کاملاً انباشته نشده باقی بمانند (PH 9).برخی از تفاوت های مهم بین نمونه های مختلف نیز مشاهده شد.در طول آزمایش ثابت شد که AgNP-I حساس ترین نسبت به تغییرات پتانسیل زتا ناشی از pH است، زیرا پتانسیل زتا این ذرات در pH 7.2 در مقایسه با pH 9 کاهش یافته است، در حالی که AgNP-II و AgNP-III فقط A را نشان دادند. تغییر قابل توجهی در ζ حدود pH 3 است. علاوه بر این، AgNP-II تغییرات آهسته تر و پتانسیل زتا متوسط ​​را نشان داد، در حالی که AgNP-III ملایم ترین رفتار را در بین این سه نشان داد، زیرا سیستم بالاترین مقدار زتا مطلق و حرکت روند آهسته را نشان داد، که نشان می دهد. AgNP-III در برابر تجمعات ناشی از pH مقاوم است.این نتایج با میانگین نتایج اندازه گیری قطر هیدرودینامیکی مطابقت دارد.با توجه به اندازه ذرات آغازگرهای آنها، AgNP-I تجمع تدریجی ثابتی را در تمام مقادیر pH نشان داد، به احتمال زیاد به دلیل پس‌زمینه 10 میلی مولار NaCl، در حالی که AgNP-II و AgNP-III فقط در pH 3 جمع‌آوری معنی‌دار نشان دادند.جالب ترین تفاوت این است که با وجود اندازه نانوذرات بزرگ، AgNP-III کوچکترین سنگدانه ها را در pH 3 در 24 ساعت تشکیل می دهد و خاصیت ضد تجمع آن را برجسته می کند.با تقسیم میانگین Z نانوذرات نقره در pH 3 پس از 24 ساعت بر مقدار نمونه تهیه شده، می توان مشاهده کرد که اندازه نسبی کل AgNP-I و AgNP-II 50 برابر، 42 برابر و 22 برابر شده است. ، به ترتیب.III.
شکل 3 نتایج پراکندگی دینامیک نور از نمونه نانوذرات نقره پایان یافته با سیترات با افزایش اندازه (10 نانومتر: AgNP-I، 20 نانومتر: AgNP-II و 50 نانومتر: AgNP-III) به عنوان میانگین قطر هیدرودینامیکی بیان می شود (میانگین Z ) (راست) تحت شرایط pH مختلف، پتانسیل زتا (سمت چپ) در عرض 24 ساعت تغییر می کند.
تجمع وابسته به pH مشاهده شده همچنین بر رزونانس پلاسمون سطح مشخصه (SPR) نمونه‌های AgNP تأثیر می‌گذارد، همانطور که توسط طیف UV-Vis آنها مشهود است.با توجه به شکل تکمیلی S1، تجمع هر سه سوسپانسیون نانوذره نقره با کاهش شدت پیک های SPR و یک جابجایی متوسط ​​قرمز همراه است.میزان این تغییرات به عنوان تابعی از pH با درجه تجمع پیش بینی شده توسط نتایج DLS مطابقت دارد، با این حال، برخی روندهای جالب مشاهده شده است.بر خلاف شهود، معلوم می شود که AgNP-II با اندازه متوسط ​​حساس ترین نسبت به تغییرات SPR است، در حالی که دو نمونه دیگر حساسیت کمتری دارند.در تحقیقات SPR، 50 نانومتر حد نظری اندازه ذرات است که برای تشخیص ذرات بر اساس خواص دی الکتریک آنها استفاده می شود.ذرات کوچکتر از 50 نانومتر (AgNP-I و AgNP-II) را می توان به عنوان دوقطبی های دی الکتریک ساده توصیف کرد، در حالی که ذراتی که به این حد می رسند یا از آن فراتر می روند (AgNP-III) خواص دی الکتریک پیچیده تری دارند و رزونانس آنها نوار به تغییرات چندوجهی تقسیم می شود. .در مورد دو نمونه ذره کوچکتر، AgNPs را می توان به عنوان دوقطبی ساده در نظر گرفت و پلاسما می تواند به راحتی همپوشانی داشته باشد.با افزایش اندازه ذرات، این جفت شدن اساساً پلاسمای بزرگتری تولید می کند که ممکن است حساسیت بالاتر مشاهده شده را توضیح دهد.با این حال، برای بزرگ‌ترین ذرات، تخمین دوقطبی ساده زمانی معتبر نیست که حالت‌های جفتی دیگری نیز رخ دهد، که می‌تواند تمایل کاهش یافته AgNP-III را برای نشان دادن تغییرات طیفی توضیح دهد.29
تحت شرایط تجربی ما، ثابت شده است که مقدار pH تأثیر عمیقی بر پایداری کلوئیدی نانوذرات نقره پوشش داده شده با سیترات در اندازه‌های مختلف دارد.در این سیستم‌ها، پایداری توسط گروه‌های -COO- با بار منفی روی سطح نانوذرات نقره تامین می‌شود.گروه عاملی کربوکسیلات یون سیترات در تعداد زیادی یون H+ پروتونه می شود، بنابراین گروه کربوکسیل تولید شده دیگر نمی تواند دافعه الکترواستاتیکی بین ذرات ایجاد کند، همانطور که در ردیف بالای شکل 4 نشان داده شده است. طبق اصل Le Chatelier، AgNP نمونه ها به سرعت در pH 3 جمع می شوند، اما به تدریج با افزایش pH پایدارتر می شوند.
شکل 4 مکانیسم شماتیک برهمکنش سطحی که توسط تجمع در pH های مختلف (ردیف بالا)، غلظت NaCl (ردیف میانی) و زیست مولکول ها (ردیف پایین) تعریف شده است.
مطابق شکل 5، پایداری کلوئیدی در سوسپانسیون های AgNP با اندازه های مختلف نیز تحت افزایش غلظت نمک مورد بررسی قرار گرفت.بر اساس پتانسیل زتا، افزایش اندازه نانوذرات در این سیستم‌های AgNP پایان یافته با سیترات مجدداً مقاومت بیشتری در برابر تأثیرات خارجی NaCl ایجاد می‌کند.در AgNP-I، 10 میلی مولار NaCl برای ایجاد تجمع خفیف کافی است و غلظت نمک 50 میلی مولار نتایج بسیار مشابهی را ارائه می دهد.در AgNP-II و AgNP-III، 10 میلی مولار NaCl به طور قابل توجهی بر پتانسیل زتا تأثیر نمی گذارد زیرا مقادیر آنها در (AgNP-II) یا کمتر از (AgNP-III) -30 میلی ولت باقی می ماند.افزایش غلظت NaCl به 50 میلی مولار و در نهایت تا 150 میلی مولار NaCl کافی است تا مقدار مطلق پتانسیل زتا را در تمام نمونه ها به میزان قابل توجهی کاهش دهد، اگرچه ذرات بزرگتر بار منفی بیشتری را حفظ می کنند.این نتایج با میانگین قطر هیدرودینامیکی مورد انتظار نانوذرات نقره سازگار است.خطوط روند میانگین Z اندازه گیری شده روی 10، 50 و 150 میلی مولار NaCl مقادیر متفاوتی را نشان می دهند که به تدریج افزایش می یابد.در نهایت، سنگدانه های اندازه میکرون در هر سه آزمایش 150 میلی مولار شناسایی شدند.
شکل 5 نتایج پراکندگی دینامیک نور نمونه نانوذرات نقره پایان یافته با سیترات با افزایش اندازه (10 نانومتر: AgNP-I، 20 نانومتر: AgNP-II و 50 نانومتر: AgNP-III) به عنوان میانگین قطر هیدرودینامیکی (میانگین Z بیان شده است. ) (راست) و پتانسیل زتا (چپ) در 24 ساعت تحت غلظت های مختلف NaCl تغییر می کنند.
نتایج UV-Vis در شکل تکمیلی S2 نشان می دهد که SPR 50 و 150 میلی مولار NaCl در هر سه نمونه کاهش آنی و قابل توجهی دارد.این را می توان با DLS توضیح داد، زیرا تجمع مبتنی بر NaCl سریعتر از آزمایش های وابسته به pH اتفاق می افتد، که با تفاوت زیاد بین اندازه گیری های اولیه (0، 1.5 و 3 ساعت) توضیح داده می شود.علاوه بر این، افزایش غلظت نمک نیز باعث افزایش گذردهی نسبی محیط آزمایشی می شود که تأثیر عمیقی بر رزونانس پلاسمون سطحی خواهد داشت.29
اثر NaCl در ردیف میانی شکل 4 خلاصه شده است. به طور کلی می توان نتیجه گرفت که افزایش غلظت کلرید سدیم اثری مشابه با افزایش اسیدیته دارد، زیرا یون های Na+ تمایل به هماهنگی در اطراف گروه های کربوکسیلات دارند. سرکوب AgNP های پتانسیل زتا منفیعلاوه بر این، 150 میلی‌مولار NaCl در هر سه نمونه، سنگدانه‌هایی با اندازه میکرون تولید کرد که نشان می‌دهد غلظت فیزیولوژیکی الکترولیت برای پایداری کلوئیدی نانوذرات نقره منتهی‌شده با سیترات مضر است.با در نظر گرفتن غلظت بحرانی چگالش (CCC) NaCl در سیستم‌های مشابه AgNP، این نتایج را می‌توان هوشمندانه در ادبیات مربوطه قرار داد.هوین و همکارانمحاسبه کرد که CCC NaCl برای نانوذرات نقره پایان‌داده‌شده با سیترات با قطر متوسط ​​71 نانومتر 47.6 میلی‌مولار بود، در حالی که El Badawy و همکاران.مشاهده شد که CCC نانوذرات نقره نانومتری 10 با پوشش سیترات 70 میلی مولار بود.10،16 علاوه بر این، CCC به طور قابل توجهی در حدود 300 میلی مولار توسط He و همکاران اندازه گیری شد که باعث شد روش سنتز آنها با انتشار قبلی متفاوت باشد.48 اگرچه هدف کنونی تحلیل جامع این مقادیر نیست، زیرا شرایط تجربی ما در پیچیدگی کل مطالعه در حال افزایش است، غلظت NaCl مربوط به بیولوژیکی 50 میلی‌مولار، به‌ویژه 150 میلی‌مولار NaCl، بسیار بالا به نظر می‌رسد.انعقاد القا شده، توضیح دهنده تغییرات قوی شناسایی شده است.
گام بعدی در آزمایش پلیمریزاسیون، استفاده از مولکول‌های ساده اما مرتبط با بیولوژیک برای شبیه‌سازی برهم‌کنش‌های نانوذرات و مولکول‌های زیستی است.بر اساس نتایج DLS (شکل های 6 و 7) و UV-Vis (شکل های تکمیلی S3 و S4)، برخی از نتایج کلی را می توان ادعا کرد.تحت شرایط تجربی ما، مولکول‌های گلوکز و گلوتامین مورد مطالعه در هیچ سیستم AgNP تجمع نمی‌یابند، زیرا روند میانگین Z ارتباط نزدیکی با مقدار اندازه‌گیری مرجع مربوطه دارد.اگرچه حضور آنها بر تجمع تأثیر نمی گذارد، نتایج تجربی نشان می دهد که این مولکول ها تا حدی در سطح نانوذرات نقره جذب می شوند.برجسته ترین نتیجه حمایت کننده از این دیدگاه، تغییر مشاهده شده در جذب نور است.اگرچه AgNP-I تغییرات طول موج یا شدت معنی‌داری را نشان نمی‌دهد، اما با اندازه‌گیری ذرات بزرگ‌تر می‌توان آن را با وضوح بیشتری مشاهده کرد، که به احتمال زیاد به دلیل حساسیت نوری بیشتر است که قبلاً ذکر شد.صرف نظر از غلظت، گلوکز می تواند پس از 1.5 ساعت در مقایسه با اندازه گیری کنترل، تغییر قرمز بیشتری ایجاد کند، که در AgNP-II حدود 40 نانومتر و در AgNP-III حدود 10 نانومتر است، که وقوع فعل و انفعالات سطحی را اثبات می کند.گلوتامین روند مشابهی را نشان داد، اما تغییر چندان آشکار نبود.علاوه بر این، همچنین قابل ذکر است که گلوتامین می تواند پتانسیل زتای مطلق ذرات متوسط ​​و بزرگ را کاهش دهد.با این حال، از آنجایی که به نظر نمی رسد این تغییرات زتا بر سطح تجمع تأثیر بگذارد، می توان حدس زد که حتی مولکول های زیستی کوچک مانند گلوتامین می توانند درجه خاصی از دافعه فضایی بین ذرات ایجاد کنند.
شکل 6 نتایج پراکندگی نور دینامیکی نمونه‌های نانوذرات نقره پایان‌داده‌شده با سیترات با افزایش اندازه (10 نانومتر: AgNP-I، 20 نانومتر: AgNP-II و 50 نانومتر: AgNP-III) به عنوان میانگین قطر هیدرودینامیکی (میانگین Z) بیان می‌شوند. (راست) تحت شرایط خارجی غلظت های مختلف گلوکز، پتانسیل زتا (سمت چپ) در عرض 24 ساعت تغییر می کند.
شکل 7 نتایج پراکندگی دینامیک نور از نمونه نانوذرات نقره پایان یافته با سیترات با افزایش اندازه (10 نانومتر: AgNP-I، 20 نانومتر: AgNP-II و 50 نانومتر: AgNP-III) به عنوان میانگین قطر هیدرودینامیکی بیان شده است (میانگین Z ) (راست) در حضور گلوتامین، پتانسیل زتا (سمت چپ) در عرض 24 ساعت تغییر می کند.
به طور خلاصه، بیومولکول‌های کوچک مانند گلوکز و گلوتامین بر پایداری کلوئیدی در غلظت اندازه‌گیری شده تأثیر نمی‌گذارند: اگرچه آنها بر پتانسیل زتا و نتایج UV-Vis به درجات مختلف تأثیر می‌گذارند، نتایج میانگین Z سازگار نیستند.این نشان می دهد که جذب سطحی مولکول ها، دافعه الکترواستاتیکی را مهار می کند، اما در عین حال ثبات ابعادی را فراهم می کند.
به منظور پیوند نتایج قبلی با نتایج قبلی و شبیه سازی شرایط بیولوژیکی ماهرانه تر، برخی از متداول ترین اجزای کشت سلولی را انتخاب کردیم و از آنها به عنوان شرایط تجربی برای مطالعه پایداری کلوئیدهای AgNP استفاده کردیم.در کل آزمایش آزمایشگاهی، یکی از مهمترین وظایف DMEM به عنوان یک محیط، ایجاد شرایط اسمزی لازم است، اما از نقطه نظر شیمیایی، این محلول نمکی پیچیده با قدرت یونی کل مشابه 150 میلی مولار NaCl است. .40 در مورد FBS، این مخلوط پیچیده ای از مولکول های زیستی-عمدتاً پروتئین ها- از نقطه نظر جذب سطحی است، با نتایج تجربی گلوکز و گلوتامین شباهت هایی دارد، علیرغم ترکیب شیمیایی و تنوع جنسیت بسیار پیچیده تر است.19 DLS و UV- نتایج قابل مشاهده نشان داده شده در شکل 8 و شکل تکمیلی S5 را می توان با بررسی ترکیب شیمیایی این مواد و ارتباط آنها با اندازه گیری های قسمت قبل توضیح داد.
شکل 8 نتایج پراکندگی دینامیک نور از نمونه نانوذرات نقره پایان یافته با سیترات با افزایش اندازه (10 نانومتر: AgNP-I، 20 نانومتر: AgNP-II و 50 نانومتر: AgNP-III) به عنوان میانگین قطر هیدرودینامیکی بیان شده است (میانگین Z ) (راست) در حضور اجزای کشت سلولی DMEM و FBS، پتانسیل زتا (سمت چپ) در عرض 24 ساعت تغییر می کند.
رقت‌سازی نانوذرات نقره با اندازه‌های مختلف در DMEM تأثیر مشابهی بر پایداری کلوئیدی دارد که در حضور غلظت‌های بالای NaCl مشاهده می‌شود.پراکندگی AgNP در DMEM 50 V/V٪ نشان داد که تجمع در مقیاس بزرگ با افزایش پتانسیل زتا و مقدار میانگین Z و کاهش شدید شدت SPR شناسایی شد.شایان ذکر است که حداکثر اندازه سنگدانه القا شده توسط DMEM پس از 24 ساعت با اندازه نانوذرات آغازگر نسبت معکوس دارد.
برهمکنش بین FBS و AgNP مشابه آنچه در حضور مولکول های کوچکتر مانند گلوکز و گلوتامین مشاهده می شود، است، اما اثر قوی تر است.میانگین Z ذرات بی‌تأثیر باقی می‌ماند، در حالی که افزایش پتانسیل زتا شناسایی می‌شود.پیک SPR یک جابجایی خفیف قرمز را نشان داد، اما شاید جالب‌تر این باشد که شدت SPR به اندازه اندازه‌گیری کنترل کاهش نیافت.این نتایج را می توان با جذب ذاتی ماکرومولکول ها بر روی سطح نانوذرات توضیح داد (ردیف پایین در شکل 4)، که اکنون به عنوان تشکیل تاج بیومولکولی در بدن درک می شود.49