Thathas den bheachd gu bheil nanoparticles airgid (AgNPs) nan inneal a dh’ fhaodadh a bhith feumail airson smachd a chumail air diofar pathogens.Ach, tha draghan ann mu bhith a’ leigeil a-mach AgNPn gu meadhanan àrainneachd, leis gum faodadh iad droch bhuaidh a thoirt air slàinte dhaoine agus eag-eòlais.Anns an sgrùdadh seo, leasaich agus rinn sinn measadh air colloid hybrid magnetach meud micrometer (MHC) air a sgeadachadh le AgNPs de dhiofar mheudan (AgNP-MHCs).Às deidh dhaibh a bhith air an cur a-steach airson dì-ghalarachadh, faodar na gràinean sin fhaighinn air ais gu furasta bho mheadhanan àrainneachd a ’cleachdadh na feartan magnetach aca agus fuireach èifeachdach airson a bhith a’ cuir an gnìomh pathogens viral.Rinn sinn measadh air èifeachd AgNP-MHCs airson a bhith a’ cur an gnìomh bacteriophage ϕX174, murine norovirus (MNV), agus serotype adenovirus 2 (AdV2).Bha na bhìorasan targaid sin fosgailte do AgNP-MHCs airson 1, 3, agus 6 h aig 25 ° C agus an uairsin air an sgrùdadh le assay plac agus TaqMan PCR fìor-ùine.Bha na AgNP-MHCn fosgailte do raon farsaing de ìrean pH agus ri tap agus uisge uachdar gus na buaidhean anti-bhìorasach aca a mheasadh fo dhiofar shuidheachaidhean àrainneachd.Am measg nan trì seòrsaichean de AgNP-MHCn a chaidh a dhearbhadh, sheall Ag30-MHCs an èifeachd as àirde airson a bhith a’ cur an gnìomh bhìorasan.Chaidh an ϕX174 agus MNV a lughdachadh le barrachd air 2 log10 às deidh dhaibh nochdadh gu 4.6 × 109 Ag30-MHCs / ml airson 1 h.Sheall na co-dhùnaidhean sin gum faodadh na AgNP-MHCs a bhith air an cleachdadh gus pathogens viral a chuir an gnìomh leis an ìre as lugha de chothrom gun tèid an leigeil ma sgaoil don àrainneachd.

Le adhartasan o chionn ghoirid ann an nanoteicneòlas, tha nanoparticles air a bhith a’ faighinn barrachd aire air feadh an t-saoghail ann an raointean bith-theicneòlas, cungaidh-leigheis agus slàinte a’ phobaill (1,2).Mar thoradh air a’ cho-mheas àrd uachdar-gu-lìonaidh aca, tha feartan fiosaigeach sònraichte aig stuthan meud nano, mar as trice eadar 10 agus 500 nm, an coimeas ri stuthan stuthan nas motha (1).Faodar smachd a chumail air cumadh agus meud nano-stuthan, agus faodar buidhnean gnìomh sònraichte a chur còmhla air an uachdar gus eadar-obrachadh le pròtanan sònraichte no gabhail a-steach intracellular a chomasachadh.3,-5).

Chaidh sgrùdadh farsaing a dhèanamh air nanoparticles airgid (AgNPs) mar àidseant antimicrobial.6).Bithear a’ cleachdadh airgead ann a bhith a’ cruthachadh sgeinean grinn, airson sgeadachadh, agus ann an riochdairean teirpeach.Chaidh todhar airgid leithid sulfadiazine airgid agus cuid de shalainn a chleachdadh mar thoraidhean cùram lotan agus mar làimhseachadh airson galairean gabhaltach mar thoradh air na feartan antimicrobial aca.6,7).Tha sgrùdaidhean o chionn ghoirid air nochdadh gu bheil AgNPn gu math èifeachdach airson diofar sheòrsaichean de bacteria agus bhìorasan a chuir an gnìomh.8,-11).Bidh AgNPs agus Ag + ions a chaidh an leigeil ma sgaoil bho AgNPn ag eadar-obrachadh gu dìreach le biomolecules anns a bheil fosfar no pronnasg, a’ toirt a-steach DNA, RNA, agus pròtanan.12,-14).Thathas cuideachd air sealltainn gu bheil iad a’ gineadh gnèithean ocsaidean reactive (ROS), ag adhbhrachadh milleadh membran ann am meanbh-fhàs-bheairtean.15).Tha meud, cumadh, agus dùmhlachd AgNPn cuideachd nam feartan cudromach a bheir buaidh air na comasan antimicrobial aca (8,10,13,16,17).

Tha sgrùdaidhean roimhe seo cuideachd air grunn dhuilgheadasan a chomharrachadh nuair a thathas a’ cleachdadh AgNPn airson smachd a chumail air pathogenan ann an àrainneachd uisge.An toiseach, tha na sgrùdaidhean a th’ ann mar-thà air èifeachdas AgNPn airson a bhith a’ cuir an sàs pathogenan viral ann an uisge cuibhrichte.A bharrachd air an sin, mar as trice bidh AgNPan monodispersed fo ùmhlachd cruinneachadh gràin-ghràin air sgàth cho beag ‘s a tha iad agus an raon uachdar mòr aca, agus bidh na co-chruinneachaidhean sin a’ lughdachadh èifeachdas AgNPn an aghaidh pathogenan microbial.7).Mu dheireadh, thathas air sealltainn gu bheil diofar bhuaidhean cytotoxic aig AgNPn (5,18,-20).

O chionn ghoirid, leasaich sinn colloid hybrid magnetach meud micrometer (MHC) air a sgeadachadh le AgNPs de dhiofar mheudan (21,22).Faodar cridhe MHC a chleachdadh gus na stuthan AgNP a thoirt air ais bhon àrainneachd.Rinn sinn measadh air èifeachd anti-bhìorasach nan nanoparticles airgid sin air MHCn (AgNP-MHCs) a’ cleachdadh bacteriophage ϕX174, murine norovirus (MNV), agus adenovirus fo dhiofar shuidheachaidhean àrainneachd.

Buaidh anti-bhìorasach AgNP-MHCs aig diofar cho-chruinneachaidhean an aghaidh bacteriophage ϕX174 (a), MNV (b), agus AdV2 (c).Chaidh dèiligeadh ri bhìorasan targaid le diofar cho-chruinneachaidhean de AgNP-MHCs, agus le OH-MHCs (4.6 × 109 gràinean / ml) mar smachd, ann an goireadair crathadh (150 rpm, 1 h, 25 ° C).Chaidh an dòigh assay plac a chleachdadh gus bhìorasan a bha fhathast beò a thomhas.Tha luachan mar mheadhan ± claonadh àbhaisteach (SD) bho thrì deuchainnean neo-eisimeileach.Tha rionnagan a’ nochdadh luachan gu math eadar-dhealaichte (P<0.05 le ANOVA aon-shligheach le deuchainn Dunnett).

Sheall an sgrùdadh seo gu bheil AgNP-MHCs èifeachdach airson a bhith a’ cur an gnìomh bacteriophages agus MNV, neach-ionaid airson norovirus daonna, ann an uisge.A bharrachd air an sin, faodar AgNP-MHCs fhaighinn air ais gu furasta le magnet, gu h-èifeachdach a’ cur casg air sgaoileadh AgNPan a dh’ fhaodadh a bhith puinnseanta a-steach don àrainneachd.Tha grunn sgrùdaidhean roimhe air sealltainn gu bheil dùmhlachd agus meud mìrean AgNPn nam feartan deatamach airson meanbh-fhàs-bheairtean cuimsichte a chuir an gnìomh.8,16,17).Tha buaidhean antimicrobial AgNPs cuideachd an urra ris an t-seòrsa meanbh-fhàs-bheairt.Lean èifeachdas AgNP-MHCs airson ϕX174 a chuir an gnìomh às deidh dàimh freagairt dòs.Am measg nan AgNP-MHCn a chaidh a dhearbhadh, bha èifeachd nas àirde aig Ag30-MHCs airson a bhith a’ cur an gnìomh ϕXX174 agus MNV.Airson MNV, cha robh ach Ag30-MHCs a’ taisbeanadh gnìomhachd anti-bhìorasach, leis na AgNP-MHCs eile gun a bhith a’ gineadh neo-ghnìomhachd mòr sam bith de MNV.Cha robh gnìomhachd anti-bhìorasach cudromach sam bith aig gin de na AgNP-MHC an aghaidh AdV2.

A bharrachd air meud nam mìrean, bha an cruinneachadh airgid anns na AgNP-MHCs cudromach cuideachd.Bha coltas gu robh an cruinneachadh airgid a’ dearbhadh èifeachd buaidhean anti-bhìorasach AgNP-MHCs.B’ e na cuibhreannan airgid ann am fuasglaidhean de Ag07-MHCs agus Ag30-MHCs aig 4.6 × mìrean 109 / ml 28.75 ppm agus 200 ppm, fa leth, agus bha iad co-cheangailte ris an ìre de ghnìomhachd anti-bhìorasach.Clàr 2a’ toirt geàrr-chunntas air dùmhlachd airgid agus raointean uachdar nan AgNP-MHCs a chaidh a dhearbhadh.Sheall Ag07-MHCs an gnìomhachd anti-bhìoras as ìsle agus bha an dùmhlachd airgid agus an raon uachdar as ìsle aca, a’ moladh gu bheil na togalaichean sin co-cheangailte ri gnìomhachd anti-bhìorasach AgNP-MHCs.

Sheall an sgrùdadh a rinn sinn roimhe gur e na prìomh dhòighean antimicrobial aig AgNP-MHCn toirt air falbh ceimigeach Mg2 + no Ca2+ ions bho membran microbial, cruthachadh iom-fhillte le buidhnean thiol a tha suidhichte aig na buill-bodhaig, agus gineadh gnèithean ocsaidean reactive (ROS) (21).Leis gu bheil meud mìrean coimeasach mòr aig AgNP-MHCs (∼500 nm), chan eil e coltach gun urrainn dhaibh a dhol a-steach gu capsid viral.An àite sin, tha coltas gu bheil AgNP-MHCs ag eadar-obrachadh le pròtanan uachdar viral.Tha AgNPs air na stuthan co-dhèanta buailteach a bhith a’ ceangal biomolecules anns a bheil buidheann thiol freumhaichte ann am pròtanan còta bhìorasan.Mar sin, tha feartan bith-cheimiceach pròtainean capsid viral cudromach airson a bhith a’ dearbhadh gu bheil iad buailteach do AgNP-MHCs.Figear 1a’ sealltainn mar a tha na bhìorasan buailteach do bhuaidhean AgNP-MHCs.Bha na bacteriophages ϕX174 agus MNV buailteach do AgNP-MHCs, ach bha AdV2 seasmhach.Tha e coltach gu bheil ìre àrd an aghaidh AdV2 co-cheangailte ri meud agus structar.Tha meud adenoviruses bho 70 gu 100 nm (30), gan dèanamh tòrr nas motha na ϕX174 (27 gu 33 nm) agus MNV (28 gu 35 nm) (31,32).A bharrachd air am meud mòr, tha DNA dà-shreath aig adenoviruses, eu-coltach ri bhìorasan eile, agus tha iad an aghaidh diofar cuideaman àrainneachd leithid teas agus rèididheachd UV.33,34).Thuirt an sgrùdadh a rinn sinn roimhe gun do thachair cha mhòr lùghdachadh 3-log10 de MS2 le Ag30-MHCs taobh a-staigh 6 h.21).Tha meudan co-chosmhail aig MS2 agus ϕX174 le diofar sheòrsaichean searbhag niuclasach (RNA no DNA) ach tha ìrean neo-ghnìomhachd coltach riutha le Ag30-MHCs.Mar sin, chan eil coltas gur e nàdar an searbhag niuclasach am prìomh adhbhar airson a bhith an aghaidh AgNP-MHCs.An àite sin, bha coltas gu robh meud agus cumadh gràinean viral nas cudromaiche, leis gu bheil adenovirus na bhìoras tòrr nas motha.Choilean na Ag30-MHCs cha mhòr lùghdachadh 2-log10 de M13 taobh a-staigh 6 h (an dàta neo-fhoillsichte againn).Tha M13 na bhìoras DNA aon-shreath (35) agus tha e ∼880 nm de dh'fhaid agus 6.6 nm ann an trast-thomhas (36).Bha an ìre neo-ghnìomhachd den bacteriophage filamentous M13 eadar-mheadhanach eadar an fheadhainn de bhìorasan beaga le structar cruinn (MNV, ϕX174, agus MS2) agus bhìoras mòr (AdV2).

Anns an sgrùdadh làithreach, bha cineataigs neo-ghnìomhachd MNV gu math eadar-dhealaichte anns an assay plac agus an assay RT-PCR (Fig. 2bagusagus).c).Tha fios gu bheil measaidhean moileciuil mar RT-PCR a’ dèanamh dì-meas gu mòr air ìrean neo-ghnìomhachd bhìorasan (25,28), mar a chaidh a lorg san sgrùdadh againn.Leis gu bheil AgNP-MHCs ag eadar-obrachadh gu sònraichte leis an uachdar viral, tha iad nas dualtaiche milleadh a dhèanamh air pròtanan còta viral seach searbhagan niuclasach viral.Mar sin, faodaidh measadh RT-PCR gus searbhag niuclasach viral a thomhas a bhith a’ dèanamh dì-meas gu mòr air neo-ghnìomhachd bhìorasan.Bu chòir buaidh ions Ag + agus gineadh gnèithean ocsaidean reactive (ROS) a bhith cunntachail airson neo-ghnìomhachd nam bhìorasan a chaidh a dhearbhadh.Ach, tha mòran thaobhan de na h-innealan anti-bhìorasach aig AgNP-MHCn fhathast neo-shoilleir, agus tha feum air tuilleadh rannsachaidh a’ cleachdadh dòighean bith-theicneòlas gus innleachd an aghaidh àrd AdV2 a shoilleireachadh.

Mu dheireadh, rinn sinn measadh air cho làidir ‘s a bha gnìomhachd anti-bhìorasach Ag30-MHCs le bhith gan nochdadh do raon farsaing de luachan pH agus a bhith a’ tapadh agus sampallan uisge uachdar mus tomhas iad an gnìomhachd anti-bhìorasach.Fig. 3agusagus 4).4).Mar thoradh air a bhith fosgailte do shuidheachaidhean pH fìor ìosal chaidh AgNPs a chall gu corporra agus/no gu gnìomhach bhon MHC (dàta neo-fhoillsichte).Ann an làthaireachd mìrean neo-shònraichte, bha Ag30-MHCs gu cunbhalach a’ taisbeanadh gnìomhachd anti-bhìorasach, a dh’ aindeoin crìonadh ann an gnìomhachd anti-bhìoras an aghaidh MS2.Bha an gnìomhachd anti-bhìorasach aig an ìre as ìsle ann an uisge uachdar gun fhileadh, leis gu bheil e coltach gun do dh’ adhbhraich eadar-obrachadh eadar Ag30-MHCs agus gràinean neo-shònraichte ann an uisge uachdar làn tuirbeach lùghdachadh ann an gnìomhachd anti-bhìorasach.Clàr 3).Mar sin, bu chòir measaidhean achaidh de AgNP-MHCs ann an diofar sheòrsaichean uisge (me, le diofar cho-chruinneachaidhean salainn no searbhag humic) a dhèanamh san àm ri teachd.

Gu crìch, tha comasan anti-bhìoras sàr-mhath aig na composites Ag ùra, AgNP-MHCs an-aghaidh grunn bhìorasan, nam measg ϕX174 agus MNV.Bidh AgNP-MHCs a’ cumail èifeachd làidir fo dhiofar shuidheachaidhean àrainneachd, agus faodar na gràinean sin fhaighinn air ais gu furasta le bhith a’ cleachdadh magnet, agus mar sin a’ lughdachadh na buaidhean cronail a dh’ fhaodadh a bhith aca air slàinte dhaoine agus an àrainneachd.Sheall an sgrùdadh seo gum faod an AgNP composite a bhith na anti-bhìoras èifeachdach ann an grunn shuidheachaidhean àrainneachd, às aonais cunnartan mòra eag-eòlasach.