Javascript હાલમાં તમારા બ્રાઉઝરમાં અક્ષમ છે.જ્યારે જાવાસ્ક્રિપ્ટ અક્ષમ હોય, ત્યારે આ વેબસાઈટના કેટલાક કાર્યો કામ કરશે નહીં.
તમારી ચોક્કસ વિગતો અને રુચિની ચોક્કસ દવાઓની નોંધણી કરો, અને અમે અમારા વિસ્તૃત ડેટાબેઝમાં લેખો સાથે આપેલી માહિતી સાથે મેળ કરીશું અને તમને સમયસર ઇમેઇલ દ્વારા PDF કોપી મોકલીશું.
શું નાના નેનોપાર્ટિકલ્સ હંમેશા સારા છે?જૈવિક રીતે સંબંધિત પરિસ્થિતિઓ હેઠળ ચાંદીના નેનોપાર્ટિકલ્સના કદ-આધારિત એકત્રીકરણની જૈવિક અસરોને સમજો
લેખકો: Bélteky P, Rónavári A, Zakupszky D, Boka E, Igaz N, Szerencsés B, Pfeiffer I, Vágvölgyi C, Kiricsi M, Kónya Z
પીટર બેલ્ટેકી, 1, * એન્ડ્રીયા રોનાવરી, 1, * ડાલ્મા ઝાકુપ્સ્સ્કી, 1 એઝ્ટર બોકા, 1 નોરા ઇગાઝ, 2 બેટીના સેઝેરેન્સેસ, 3 ઇલોના ફેઇફર, 3 કસબા વાગ્વોલ્ગી, 3 પર્યાવરણીય રસાયણશાસ્ત્રની મોનિકા કિરીસી, સાયન્સ ફૉરંગ ફૉરિંગ , યુનિવર્સિટી ઓફ સેઝેડ;2 બાયોકેમિસ્ટ્રી અને મોલેક્યુલર બાયોલોજી વિભાગ, વિજ્ઞાન અને માહિતી ફેકલ્ટી, યુનિવર્સિટી ઓફ સેજેડ, હંગેરી;3 સૂક્ષ્મ જીવવિજ્ઞાન વિભાગ, વિજ્ઞાન અને માહિતી ફેકલ્ટી, યુનિવર્સિટી ઓફ સેજેડ, હંગેરી;4MTA-SZTE રિએક્શન કાઇનેટિક્સ અને સરફેસ કેમિસ્ટ્રી રિસર્ચ ગ્રુપ, સેઝેડ, હંગેરી* આ લેખકોએ આ કાર્યમાં સમાન રીતે યોગદાન આપ્યું.કોમ્યુનિકેશન: Zoltán Kónya ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એપ્લાઇડ એન્ડ એન્વાયરમેન્ટ કેમિસ્ટ્રી, ફેકલ્ટી ઓફ સાયન્સ એન્ડ ઇન્ફોર્મેટિક્સ, યુનિવર્સિટી ઓફ સેઝેડ, રેરિચ સ્ક્વેર 1, સેઝેડ, H-6720, હંગેરી ફોન +36 62 544620 ઈમેલ [ઈમેલ પ્રોટેક્શન] હેતુ: સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ્સ છે ખાસ કરીને તેમના બાયોમેડિકલ એપ્લીકેશનને કારણે, સૌથી સામાન્ય રીતે અભ્યાસ કરાયેલ નેનોમટેરિયલ્સમાંની એક.જો કે, નેનોપાર્ટિકલ્સના એકત્રીકરણને લીધે, તેમની ઉત્તમ સાયટોટોક્સિસિટી અને એન્ટિબેક્ટેરિયલ પ્રવૃત્તિ ઘણીવાર જૈવિક માધ્યમોમાં ચેડા થાય છે.આ કાર્યમાં, 10, 20 અને 50 એનએમના સરેરાશ વ્યાસવાળા ત્રણ અલગ અલગ સાઇટ્રેટ-ટર્મિનેટેડ સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ નમૂનાઓની એકત્રીકરણની વર્તણૂક અને સંબંધિત જૈવિક પ્રવૃત્તિઓનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો.પદ્ધતિ: નેનોપાર્ટિકલ્સના સંશ્લેષણ અને લાક્ષણિકતા માટે ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપનો ઉપયોગ કરો, વિવિધ pH મૂલ્યો, NaCl, ગ્લુકોઝ અને ગ્લુટામાઇન સાંદ્રતા પર ડાયનેમિક લાઇટ સ્કેટરિંગ અને અલ્ટ્રાવાયોલેટ-વિઝિબલ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી દ્વારા તેમના એકત્રીકરણ વર્તનનું મૂલ્યાંકન કરો.વધુમાં, સેલ કલ્ચરમાં ડુલબેકો જેવા માધ્યમ ઘટકો ઇગલ મીડીયમ અને ફેટલ કાફ સીરમમાં એકત્રીકરણ વર્તનને સુધારે છે.પરિણામો: પરિણામો દર્શાવે છે કે એસિડિક pH અને શારીરિક ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સામગ્રી સામાન્ય રીતે માઇક્રોન-સ્કેલ એકત્રીકરણને પ્રેરિત કરે છે, જે બાયોમોલેક્યુલર કોરોનાની રચના દ્વારા મધ્યસ્થી કરી શકાય છે.તે નોંધવું યોગ્ય છે કે મોટા કણો તેમના નાના સમકક્ષો કરતાં બાહ્ય પ્રભાવો માટે ઉચ્ચ પ્રતિકાર દર્શાવે છે.વિટ્રો સાયટોટોક્સિસિટી અને એન્ટીબેક્ટેરિયલ પરીક્ષણો વિવિધ એકત્રીકરણ તબક્કામાં નેનોપાર્ટિકલ એગ્રીગેટ્સ સાથે કોષોની સારવાર દ્વારા કરવામાં આવ્યા હતા.નિષ્કર્ષ: અમારા પરિણામો કોલોઇડલ સ્થિરતા અને AgNPs ની ઝેરીતા વચ્ચે ઊંડો સંબંધ દર્શાવે છે, કારણ કે અતિશય એકત્રીકરણ જૈવિક પ્રવૃત્તિને સંપૂર્ણ નુકશાન તરફ દોરી જાય છે.મોટા કણો માટે જોવા મળતી એન્ટિ-એગ્રિગેશનની ઉચ્ચ ડિગ્રી ઇન વિટ્રો ટોક્સિસિટી પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે, કારણ કે આવા નમૂનાઓ વધુ એન્ટિમાઇક્રોબાયલ અને સસ્તન કોષની પ્રવૃત્તિ જાળવી રાખે છે.આ તારણો એ નિષ્કર્ષ તરફ દોરી જાય છે કે, સંબંધિત સાહિત્યમાં સામાન્ય અભિપ્રાય હોવા છતાં, શક્ય તેટલા નાના નેનોપાર્ટિકલ્સને લક્ષ્ય બનાવવું એ શ્રેષ્ઠ કાર્યવાહી ન હોઈ શકે.કીવર્ડ્સ: બીજ-મધ્યસ્થી વૃદ્ધિ, કોલોઇડલ સ્થિરતા, કદ-આધારિત એકત્રીકરણ વર્તન, એકત્રીકરણ નુકસાન ઝેરી
જેમ જેમ નેનોમટીરિયલ્સની માંગ અને આઉટપુટ સતત વધતું જાય છે તેમ તેમ તેમની જૈવ સલામતી અથવા જૈવિક પ્રવૃત્તિ પર વધુને વધુ ધ્યાન આપવામાં આવે છે.સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ્સ (AgNPs) તેમના ઉત્કૃષ્ટ ઉત્પ્રેરક, ઓપ્ટિકલ અને જૈવિક ગુણધર્મોને કારણે આ વર્ગની સામગ્રીના સૌથી સામાન્ય રીતે સંશ્લેષણ, સંશોધન અને ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રતિનિધિઓમાંના એક છે.1 સામાન્ય રીતે એવું માનવામાં આવે છે કે નેનોમટેરિયલ્સ (એજીએનપી સહિત) ની અનન્ય લાક્ષણિકતાઓ મુખ્યત્વે તેમના વિશાળ ચોક્કસ સપાટી વિસ્તારને આભારી છે.તેથી, અનિવાર્યપણે સમસ્યા એ કોઈપણ પ્રક્રિયા છે જે આ મુખ્ય લક્ષણને અસર કરે છે, જેમ કે કણોનું કદ, સપાટી કોટિંગ અથવા એકત્રીકરણ, શું તે નેનોપાર્ટિકલ્સના ગુણધર્મોને ગંભીર રીતે નુકસાન પહોંચાડશે કે જે ચોક્કસ એપ્લિકેશનો માટે મહત્વપૂર્ણ છે.
કણોના કદ અને સ્ટેબિલાઈઝરની અસરો એવા વિષયો છે જે સાહિત્યમાં પ્રમાણમાં સારી રીતે દસ્તાવેજીકૃત કરવામાં આવ્યા છે.ઉદાહરણ તરીકે, સામાન્ય રીતે સ્વીકૃત મત એ છે કે નાના નેનોપાર્ટિકલ્સ મોટા નેનોપાર્ટિકલ્સ કરતાં વધુ ઝેરી હોય છે.2 સામાન્ય સાહિત્ય સાથે સુસંગત, અમારા અગાઉના અભ્યાસોએ સસ્તન પ્રાણીઓ અને સુક્ષ્મસજીવો પર નેનોસિલ્વરની કદ-આધારિત પ્રવૃત્તિ દર્શાવી છે.3– 5 સરફેસ કોટિંગ એ અન્ય વિશેષતા છે જે નેનોમટીરિયલ્સના ગુણધર્મો પર વ્યાપક પ્રભાવ ધરાવે છે.માત્ર તેની સપાટી પર સ્ટેબિલાઈઝર ઉમેરીને અથવા તેમાં ફેરફાર કરીને, સમાન નેનોમટીરિયલમાં સંપૂર્ણપણે અલગ ભૌતિક, રાસાયણિક અને જૈવિક ગુણધર્મો હોઈ શકે છે.કેપિંગ એજન્ટોનો ઉપયોગ મોટેભાગે નેનોપાર્ટિકલ સંશ્લેષણના ભાગ રૂપે કરવામાં આવે છે.ઉદાહરણ તરીકે, સાઇટ્રેટ-ટર્મિનેટેડ સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ્સ સંશોધનમાં સૌથી વધુ સુસંગત AgNP છે, જે પ્રતિક્રિયા માધ્યમ તરીકે પસંદ કરેલા સ્ટેબિલાઇઝર સોલ્યુશનમાં ચાંદીના ક્ષારને ઘટાડીને સંશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.6 સાઇટ્રેટ તેની ઓછી કિંમત, પ્રાપ્યતા, જૈવ સુસંગતતા અને ચાંદી માટે મજબૂત આકર્ષણનો સરળતાથી લાભ લઈ શકે છે, જે ઉલટાવી શકાય તેવી સપાટીના શોષણથી લઈને આયનીય ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ સુધી વિવિધ સૂચિત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓમાં પ્રતિબિંબિત થઈ શકે છે.7,8 ની નજીકના નાના અણુઓ અને પોલીઆટોમિક આયનો, જેમ કે સાઇટ્રેટ્સ, પોલિમર, પોલીઈલેક્ટ્રોલાઈટ્સ અને જૈવિક એજન્ટોનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે નેનો-સિલ્વરને સ્થિર કરવા અને તેના પર અનન્ય કાર્યાત્મકતા કરવા માટે થાય છે.9-12
જો કે ઈરાદાપૂર્વકની સપાટી કેપિંગ દ્વારા નેનોપાર્ટિકલ્સની પ્રવૃત્તિમાં ફેરફાર કરવાની શક્યતા એ ખૂબ જ રસપ્રદ વિસ્તાર છે, આ સપાટી કોટિંગની મુખ્ય ભૂમિકા નજીવી છે, નેનોપાર્ટિકલ સિસ્ટમ માટે કોલોઇડલ સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે.નેનોમટીરિયલ્સનો વિશાળ ચોક્કસ સપાટી વિસ્તાર મોટી સપાટી ઊર્જા ઉત્પન્ન કરશે, જે સિસ્ટમની લઘુત્તમ ઊર્જા સુધી પહોંચવામાં થર્મોડાયનેમિક ક્ષમતાને અવરોધે છે.13 યોગ્ય સ્થિરીકરણ વિના, આ નેનોમટીરિયલ્સના એકત્રીકરણ તરફ દોરી શકે છે.એકત્રીકરણ એ વિવિધ આકારો અને કદના કણોના એકત્રીકરણની રચના છે જે ત્યારે થાય છે જ્યારે વિખરાયેલા કણો મળે છે અને વર્તમાન થર્મોડાયનેમિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ કણોને એકબીજાને વળગી રહેવા દે છે.તેથી, સ્ટેબિલાઇઝર્સનો ઉપયોગ તેમના થર્મોડાયનેમિક આકર્ષણનો સામનો કરવા માટે કણો વચ્ચે પૂરતા પ્રમાણમાં મોટા પ્રતિકૂળ બળનો પરિચય કરીને એકત્રીકરણને રોકવા માટે થાય છે.14
નેનોપાર્ટિકલ્સ દ્વારા ઉશ્કેરવામાં આવતી જૈવિક પ્રવૃત્તિઓના તેના નિયમનના સંદર્ભમાં કણોના કદ અને સપાટીના કવરેજના વિષયની સંપૂર્ણ શોધ કરવામાં આવી હોવા છતાં, કણોનું એકત્રીકરણ એ મોટાભાગે ઉપેક્ષિત વિસ્તાર છે.જૈવિક રીતે સંબંધિત પરિસ્થિતિઓમાં નેનોપાર્ટિકલ્સની કોલોઇડલ સ્થિરતાને ઉકેલવા માટે લગભગ કોઈ સંપૂર્ણ અભ્યાસ નથી.10,15-17 વધુમાં, આ યોગદાન ખાસ કરીને દુર્લભ છે, જ્યાં એકત્રીકરણ સાથે સંકળાયેલ ઝેરીતાનો પણ અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે, ભલે તે પ્રતિકૂળ પ્રતિક્રિયાઓનું કારણ બની શકે, જેમ કે વેસ્ક્યુલર થ્રોમ્બોસિસ, અથવા ઇચ્છિત લાક્ષણિકતાઓની ખોટ, જેમ કે તેની ઝેરીતા. આકૃતિ 1.18, 19 માં બતાવેલ છે.વાસ્તવમાં, સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ પ્રતિકારની કેટલીક જાણીતી પદ્ધતિઓમાંની એક એકત્રીકરણ સાથે સંબંધિત છે, કારણ કે અમુક ઇ. કોલી અને સ્યુડોમોનાસ એરુગિનોસા સ્ટ્રેન્સ પ્રોટીન ફ્લેગેલિન, ફ્લેગેલિનને વ્યક્ત કરીને તેમની નેનો-સિલ્વર સંવેદનશીલતા ઘટાડે છે.તે ચાંદી માટે ઉચ્ચ આકર્ષણ ધરાવે છે, ત્યાં એકત્રીકરણ પ્રેરિત કરે છે.20
સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ્સની ઝેરી અસરથી સંબંધિત ઘણી જુદી જુદી મિકેનિઝમ્સ છે, અને એકત્રીકરણ આ તમામ મિકેનિઝમ્સને અસર કરે છે.AgNP જૈવિક પ્રવૃત્તિની સૌથી ચર્ચિત પદ્ધતિ, જેને ક્યારેક "ટ્રોજન હોર્સ" મિકેનિઝમ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, AgNPs ને Ag+ કેરિયર્સ તરીકે ગણે છે.1,21 ટ્રોજન હોર્સ મિકેનિઝમ સ્થાનિક Ag+ એકાગ્રતામાં મોટા પ્રમાણમાં વધારો સુનિશ્ચિત કરી શકે છે, જે ROS અને પટલના વિધ્રુવીકરણ તરફ દોરી જાય છે.22-24 એકત્રીકરણ Ag+ ના પ્રકાશનને અસર કરી શકે છે, જેનાથી ઝેરી અસર થાય છે, કારણ કે તે અસરકારક સક્રિય સપાટીને ઘટાડે છે જ્યાં ચાંદીના આયનો ઓક્સિડાઇઝ્ડ અને ઓગળી શકે છે.જો કે, AgNPs માત્ર આયન રીલીઝ દ્વારા ઝેરી પદાર્થનું પ્રદર્શન કરશે નહીં.ઘણા કદ અને મોર્ફોલોજી-સંબંધિત ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ધ્યાનમાં લેવી આવશ્યક છે.તેમાંથી, નેનોપાર્ટિકલ સપાટીનું કદ અને આકાર એ નિર્ધારિત લાક્ષણિકતાઓ છે.4,25 આ મિકેનિઝમ્સના સંગ્રહને "પ્રેરિત ટોક્સિસિટી મિકેનિઝમ્સ" તરીકે વર્ગીકૃત કરી શકાય છે.સંભવતઃ ઘણી મિટોકોન્ડ્રીયલ અને સપાટી પટલની પ્રતિક્રિયાઓ છે જે ઓર્ગેનેલ્સને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે અને કોષ મૃત્યુનું કારણ બની શકે છે.25-27 એકંદરની રચના જીવંત પ્રણાલીઓ દ્વારા માન્યતા પ્રાપ્ત ચાંદી ધરાવતા પદાર્થોના કદ અને આકારને કુદરતી રીતે અસર કરે છે, તેથી આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ પણ પ્રભાવિત થઈ શકે છે.
સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ્સના એકત્રીકરણ પરના અમારા અગાઉના પેપરમાં, અમે આ સમસ્યાનો અભ્યાસ કરવા માટે રાસાયણિક અને ઇન વિટ્રો જૈવિક પ્રયોગો ધરાવતી અસરકારક સ્ક્રીનીંગ પ્રક્રિયા દર્શાવી હતી.19 ડાયનેમિક લાઇટ સ્કેટરિંગ (DLS) એ આ પ્રકારનાં નિરીક્ષણો માટે પસંદગીની તકનીક છે કારણ કે સામગ્રી તેના કણોના કદ સાથે તુલનાત્મક તરંગલંબાઇ પર ફોટોનને વેરવિખેર કરી શકે છે.પ્રવાહી માધ્યમમાં કણોની બ્રાઉનિયન ગતિ ગતિ કદ સાથે સંબંધિત હોવાથી, છૂટાછવાયા પ્રકાશની તીવ્રતામાં ફેરફારનો ઉપયોગ પ્રવાહી નમૂનાનો સરેરાશ હાઇડ્રોડાયનેમિક વ્યાસ (Z-મીન) નક્કી કરવા માટે કરી શકાય છે.28 વધુમાં, નમૂનામાં વોલ્ટેજ લાગુ કરીને, નેનોપાર્ટિકલના ઝેટા પોટેન્શિયલ (ζ પોટેન્શિયલ)ને Z સરેરાશ મૂલ્યની સમાન રીતે માપી શકાય છે.13,28 જો ઝેટા પોટેન્શિયલનું સંપૂર્ણ મૂલ્ય પૂરતું ઊંચું હોય (સામાન્ય માર્ગદર્શિકા> ±30 mV અનુસાર), તે એકત્રીકરણનો સામનો કરવા માટે કણો વચ્ચે મજબૂત ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રતિકૂળ પેદા કરશે.લાક્ષણિક સપાટી પ્લાઝમોન રેઝોનન્સ (SPR) એક અનન્ય ઓપ્ટિકલ ઘટના છે, જે મુખ્યત્વે કિંમતી ધાતુના નેનોપાર્ટિકલ્સ (મુખ્યત્વે એયુ અને એજી) ને આભારી છે.29 નેનોસ્કેલ પર આ સામગ્રીઓના ઇલેક્ટ્રોનિક ઓસિલેશન (સપાટી પ્લાઝમોન્સ) ના આધારે, તે જાણીતું છે કે ગોળાકાર AgNPs 400 nm ની નજીક લાક્ષણિકતા UV-Vis શોષણ શિખર ધરાવે છે.30 કણોની તીવ્રતા અને તરંગલંબાઇની પાળીનો ઉપયોગ DLS પરિણામોને પૂરક બનાવવા માટે થાય છે, કારણ કે આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ નેનોપાર્ટિકલ એકત્રીકરણ અને બાયોમોલેક્યુલ્સના સપાટીના શોષણને શોધવા માટે થઈ શકે છે.
પ્રાપ્ત માહિતીના આધારે, સેલ વાયેબિલિટી (MTT) અને એન્ટીબેક્ટેરિયલ એસે એ રીતે કરવામાં આવે છે જેમાં AgNP ટોક્સિસિટી નેનોપાર્ટિકલ સાંદ્રતા (સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા પરિબળ) ને બદલે એકત્રીકરણ સ્તરના કાર્ય તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે.આ અનોખી પદ્ધતિ અમને જૈવિક પ્રવૃત્તિમાં એકત્રીકરણ સ્તરના ગહન મહત્વને દર્શાવવા માટે પરવાનગી આપે છે, કારણ કે, ઉદાહરણ તરીકે, સાઇટ્રેટ-સમાપ્ત AgNPs એકત્રીકરણને કારણે થોડા કલાકોમાં તેમની જૈવિક પ્રવૃત્તિ સંપૂર્ણપણે ગુમાવે છે.19
વર્તમાન કાર્યમાં, અમે નેનોપાર્ટિકલ એકત્રીકરણ પર નેનોપાર્ટિકલ કદની અસરનો અભ્યાસ કરીને જૈવ-સંબંધિત કોલોઇડ્સની સ્થિરતા અને જૈવિક પ્રવૃત્તિ પર તેમની અસરમાં અમારા અગાઉના યોગદાનને મોટા પ્રમાણમાં વિસ્તૃત કરવાનું લક્ષ્ય રાખ્યું છે.આ નિઃશંકપણે નેનોપાર્ટિકલ્સના અભ્યાસમાંનો એક છે.એક ઉચ્ચ-પ્રોફાઇલ પરિપ્રેક્ષ્ય અને 31 આ મુદ્દાની તપાસ કરવા માટે, ત્રણ અલગ-અલગ કદની શ્રેણી (10, 20 અને 50 nm) માં સાઇટ્રેટ-ટર્મિનેટેડ AgNPs બનાવવા માટે બીજ-મધ્યસ્થી વૃદ્ધિ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.6,32 સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિઓમાંની એક તરીકે.તબીબી એપ્લિકેશન્સમાં વ્યાપકપણે અને નિયમિતપણે ઉપયોગમાં લેવાતી નેનોમટેરિયલ્સ માટે, નેનોસિલ્વરના એકત્રીકરણ-સંબંધિત જૈવિક ગુણધર્મોની સંભવિત કદ અવલંબનનો અભ્યાસ કરવા માટે વિવિધ કદના સાઇટ્રેટ-ટર્મિનેટેડ AgNPs પસંદ કરવામાં આવે છે.વિવિધ કદના AgNP ને સંશ્લેષણ કર્યા પછી, અમે ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપી (TEM) દ્વારા ઉત્પાદિત નમૂનાઓને દર્શાવ્યા, અને પછી ઉપરોક્ત સ્ક્રીનીંગ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને કણોની તપાસ કરી.આ ઉપરાંત, ઇન વિટ્રો સેલ કલ્ચર્સની હાજરીમાં ડુલ્બેકોના મોડિફાઇડ ઇગલ્સ મિડિયમ (DMEM) અને ફેટલ બોવાઇન સીરમ (FBS), કદ-આધારિત એકત્રીકરણ વર્તન અને તેના વર્તનનું મૂલ્યાંકન વિવિધ pH મૂલ્યો, NaCl, ગ્લુકોઝ અને ગ્લુટામાઇન સાંદ્રતા પર કરવામાં આવ્યું હતું.સાયટોટોક્સિસિટીની લાક્ષણિકતાઓ વ્યાપક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ નક્કી કરવામાં આવે છે.વૈજ્ઞાનિક સર્વસંમતિ સૂચવે છે કે સામાન્ય રીતે, નાના કણો પ્રાધાન્યક્ષમ છે;અમારી તપાસ આ કેસ છે કે કેમ તે નિર્ધારિત કરવા માટે રાસાયણિક અને જૈવિક પ્લેટફોર્મ પ્રદાન કરે છે.
વેન એટ અલ. દ્વારા પ્રસ્તાવિત બીજ-મધ્યસ્થી વૃદ્ધિ પદ્ધતિ દ્વારા, સહેજ ગોઠવણો સાથે, વિવિધ કદની શ્રેણી સાથે ત્રણ ચાંદીના નેનોપાર્ટિકલ્સ તૈયાર કરવામાં આવ્યા હતા.6 આ પદ્ધતિ રાસાયણિક ઘટાડા પર આધારિત છે, જેમાં ચાંદીના સ્ત્રોત તરીકે સિલ્વર નાઈટ્રેટ (AgNO3), રિડ્યુસિંગ એજન્ટ તરીકે સોડિયમ બોરોહાઇડ્રેડ (NaBH4) અને સ્ટેબિલાઈઝર તરીકે સોડિયમ સાઇટ્રેટનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.સૌપ્રથમ, સોડિયમ સાઇટ્રેટ ડાયહાઇડ્રેટ (Na3C6H5O7 x 2H2O)માંથી 9 mM સાઇટ્રેટ જલીય દ્રાવણનું 75 mL તૈયાર કરો અને 70°C સુધી ગરમ કરો.પછી, પ્રતિક્રિયા માધ્યમમાં 1% w/v AgNO3 સોલ્યુશનના 2 mL ઉમેરવામાં આવ્યા, અને પછી તાજા તૈયાર સોડિયમ બોરોહાઇડ્રાઇડ સોલ્યુશન (2 mL 0.1% w/v)ને ડ્રોપવાઇઝ મિશ્રણમાં રેડવામાં આવ્યું.પરિણામી પીળા-બ્રાઉન સસ્પેન્શનને 1 કલાક માટે જોરશોરથી હલાવતા 70°C પર રાખવામાં આવ્યું હતું, અને પછી ઓરડાના તાપમાને ઠંડુ કરવામાં આવ્યું હતું.પરિણામી નમૂના (જેને હવેથી AgNP-I તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) આગામી સંશ્લેષણના પગલામાં બીજ-મધ્યસ્થી વૃદ્ધિ માટેના આધાર તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
મધ્યમ કદના કણ સસ્પેન્શન (એજીએનપી-II તરીકે સૂચવવામાં આવે છે) સંશ્લેષણ કરવા માટે, 90 એમએલ 7.6 એમએમ સાઇટ્રેટ સોલ્યુશનને 80 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર ગરમ કરો, તેને 10 એમએલ AgNP-I સાથે ભળી દો, અને પછી AgNO3 સોલ્યુશન w/v 2 એમએલ 1% મિક્સ કરો. 1 કલાક માટે જોરશોરથી યાંત્રિક હલનચલન હેઠળ રાખવામાં આવ્યું હતું, અને પછી નમૂનાને ઓરડાના તાપમાને ઠંડુ કરવામાં આવ્યું હતું.
સૌથી મોટા કણ (AgNP-III) માટે, એ જ વૃદ્ધિ પ્રક્રિયાને પુનરાવર્તિત કરો, પરંતુ આ કિસ્સામાં, બીજ સસ્પેન્શન તરીકે AgNP-II ના 10 એમએલનો ઉપયોગ કરો.નમૂનાઓ ઓરડાના તાપમાને પહોંચ્યા પછી, તેઓ 40°C પર વધારાના દ્રાવકને ઉમેરીને અથવા બાષ્પીભવન કરીને કુલ AgNO3 સામગ્રીના આધારે તેમની નજીવી Ag સાંદ્રતા 150 ppm પર સેટ કરે છે, અને અંતે તેનો વધુ ઉપયોગ થાય ત્યાં સુધી તેને 4°C પર સંગ્રહિત કરે છે.
નેનોપાર્ટિકલ્સની મોર્ફોલોજિકલ લાક્ષણિકતાઓની તપાસ કરવા અને તેમના ઇલેક્ટ્રોન ડિફ્રેક્શન (ED) પેટર્નને મેળવવા માટે 200 kV પ્રવેગક વોલ્ટેજ સાથે FEI Tecnai G2 20 X-ટ્વીન ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ (TEM) (FEI કોર્પોરેટ હેડક્વાર્ટર, હિલ્સબોરો, ઓરેગોન, યુએસએ) નો ઉપયોગ કરો.ઓછામાં ઓછી 15 પ્રતિનિધિ છબીઓ (~750 કણો) નું ઈમેજજે સોફ્ટવેર પેકેજનો ઉપયોગ કરીને મૂલ્યાંકન કરવામાં આવ્યું હતું, અને પરિણામી હિસ્ટોગ્રામ્સ (અને સમગ્ર અભ્યાસમાંના તમામ આલેખ) OriginPro 2018 (OriginLab, Northampton, MA, USA) 33, 34 માં બનાવવામાં આવ્યા હતા.
સરેરાશ હાઇડ્રોડાયનેમિક વ્યાસ (Z-સરેરાશ), ઝેટા સંભવિત (ζ-સંભવિત) અને નમૂનાઓની લાક્ષણિક સપાટી પ્લાઝમોન રેઝોનન્સ (SPR) તેમના પ્રારંભિક કોલોઇડલ ગુણધર્મોને દર્શાવવા માટે માપવામાં આવ્યા હતા.નમૂનાના સરેરાશ હાઇડ્રોડાયનેમિક વ્યાસ અને ઝેટા સંભવિતને માલવર્ન ઝેટાસાઇઝર નેનો ઝેડએસ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ (માલવર્ન ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ, માલવર્ન, યુકે) દ્વારા 37±0.1°C પર નિકાલજોગ ફોલ્ડ કેશિલરી કોષોનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવ્યા હતા.Ocean Optics 355 DH-2000-BAL UV-Vis સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર (Halma PLC, Largo, FL, USA) નો ઉપયોગ 250-800 nm ની રેન્જમાંના નમૂનાઓના UV-Vis શોષણ સ્પેક્ટ્રામાંથી લાક્ષણિક SPR લાક્ષણિકતાઓ મેળવવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.
સમગ્ર પ્રયોગ દરમિયાન, કોલોઇડલ સ્થિરતા સંબંધિત ત્રણ અલગ અલગ માપન પ્રકારો એક જ સમયે હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા.કણોના સરેરાશ હાઇડ્રોડાયનેમિક વ્યાસ (Z એવરેજ) અને ઝેટા પોટેન્શિયલ (ζ પોટેન્શિયલ) માપવા માટે DLS નો ઉપયોગ કરો, કારણ કે Z એવરેજ નેનોપાર્ટિકલ એગ્રીગેટ્સના સરેરાશ કદ સાથે સંબંધિત છે, અને ઝેટા પોટેન્શિયલ સૂચવે છે કે સિસ્ટમમાં ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક રિપ્લેશન છે કે કેમ. નેનોપાર્ટિકલ્સ વચ્ચેના વેન ડેર વાલ્સ આકર્ષણને સરભર કરવા માટે પૂરતું મજબૂત છે.માપન ત્રિપુટીમાં કરવામાં આવે છે, અને Z સરેરાશ અને ઝેટા સંભવિતનું પ્રમાણભૂત વિચલન Zetasizer સોફ્ટવેર દ્વારા ગણવામાં આવે છે.કણોના લાક્ષણિક SPR સ્પેક્ટ્રાનું મૂલ્યાંકન UV-Vis સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી દ્વારા કરવામાં આવે છે, કારણ કે ટોચની તીવ્રતા અને તરંગલંબાઇમાં ફેરફાર એકત્રીકરણ અને સપાટીની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને સૂચવી શકે છે.29,35 હકીકતમાં, કિંમતી ધાતુઓમાં સપાટી પ્લાઝમોન રેઝોનન્સ એટલો પ્રભાવશાળી છે કે તે બાયોમોલેક્યુલ્સના વિશ્લેષણની નવી પદ્ધતિઓ તરફ દોરી ગયો છે.29,36,37 પ્રાયોગિક મિશ્રણમાં AgNPs ની સાંદ્રતા લગભગ 10 ppm છે, અને તેનો હેતુ મહત્તમ પ્રારંભિક SPR શોષણની તીવ્રતાને 1 પર સેટ કરવાનો છે. પ્રયોગ 0 પર સમય-આધારિત રીતે હાથ ધરવામાં આવ્યો હતો;1.5;3;6;વિવિધ જૈવિક રીતે સંબંધિત પરિસ્થિતિઓ હેઠળ 12 અને 24 કલાક.પ્રયોગનું વર્ણન કરતી વધુ વિગતો અમારા અગાઉના કાર્યમાં જોઈ શકાય છે.19 ટૂંકમાં, વિવિધ pH મૂલ્યો (3; 5; 7.2 અને 9), વિવિધ સોડિયમ ક્લોરાઇડ (10 એમએમ; 50 એમએમ; 150 એમએમ), ગ્લુકોઝ (3.9 એમએમ; 6.7 એમએમ) અને ગ્લુટામાઇન (4 એમએમ) સાંદ્રતા, અને ડુલ્બેકોના મોડિફાઇડ ઇગલ મિડિયમ (DMEM) અને ફેટલ બોવાઇન સીરમ (FBS) (પાણીમાં અને DMEM)ને પણ મોડેલ સિસ્ટમ તરીકે તૈયાર કર્યા અને સિન્થેસાઇઝ્ડ સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ્સના એકત્રીકરણ વર્તણૂક પર તેમની અસરોનો અભ્યાસ કર્યો.pH, NaCl, ગ્લુકોઝ અને ગ્લુટામાઇનના મૂલ્યોનું મૂલ્યાંકન શારીરિક સાંદ્રતાના આધારે કરવામાં આવે છે, જ્યારે DMEM અને FBS ની માત્રા સમગ્ર ઇન વિટ્રો પ્રયોગમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સ્તરો જેટલી જ હોય ​​છે.38-42 કોઈપણ લાંબા-અંતરની કણોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને દૂર કરવા માટે 10 એમએમ NaCl ની સતત પૃષ્ઠભૂમિ મીઠાની સાંદ્રતા સાથે pH 7.2 અને 37°C પર તમામ માપન કરવામાં આવ્યું હતું (ચોક્કસ pH અને NaCl-સંબંધિત પ્રયોગો સિવાય, જ્યાં આ વિશેષતાઓ ચલ છે. અભ્યાસ).28 વિવિધ પરિસ્થિતિઓની સૂચિ કોષ્ટક 1 માં સારાંશ આપેલ છે. † સાથે ચિહ્નિત થયેલ પ્રયોગનો સંદર્ભ તરીકે ઉપયોગ થાય છે અને તે 10 mM NaCl અને pH 7.2 ધરાવતા નમૂનાને અનુરૂપ છે.
માનવ પ્રોસ્ટેટ કેન્સર સેલ લાઇન (DU145) અને અમર માનવ કેરાટિનોસાઇટ્સ (HaCaT) એટીસીસી (માનાસાસ, વીએ, યુએસએ)માંથી મેળવવામાં આવ્યા હતા.4.5 g/L ગ્લુકોઝ (Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, USA), 10% FBS, 2 mM L-glutamine, 0.010% અને Strepcycin% 0.010% સાથે પૂરક ધરાવતા Dulbeccoના લઘુત્તમ આવશ્યક માધ્યમ ઇગલ (DMEM) માં કોષોને નિયમિતપણે સંવર્ધન કરવામાં આવે છે. પેનિસિલિન (સિગ્મા-આલ્ડ્રિચ, સેન્ટ લુઇસ, મિઝોરી, યુએસએ).કોષોને 5% CO2 અને 95% ભેજ હેઠળ 37 ° સે ઇન્ક્યુબેટરમાં સંવર્ધન કરવામાં આવે છે.
સમય-આધારિત રીતે કણોના એકત્રીકરણને કારણે AgNP સાયટોટોક્સિસિટીમાં થતા ફેરફારોનું અન્વેષણ કરવા માટે, બે-પગલાની એમટીટી પરીક્ષા કરવામાં આવી હતી.સૌપ્રથમ, AgNP-I, AgNP-II અને AgNP-III સાથે સારવાર પછી બે કોષોના પ્રકારોની સદ્ધરતા માપવામાં આવી હતી.આ માટે, બે પ્રકારના કોષોને 10,000 કોષો/વેલની ઘનતા પર 96-વેલ પ્લેટમાં સીડ કરવામાં આવ્યા હતા અને બીજા દિવસે વધતી સાંદ્રતામાં ત્રણ અલગ અલગ કદના ચાંદીના નેનોપાર્ટિકલ્સ સાથે સારવાર કરવામાં આવી હતી.24 કલાકની સારવાર પછી, કોષોને PBS વડે ધોવામાં આવ્યા હતા અને 0.5 mg/mL MTT રીએજન્ટ (SERVA, Heidelberg, Germany) સાથે 37 °C તાપમાને 1 કલાક માટે કલ્ચર મિડિયમમાં ઓગળવામાં આવ્યા હતા.ફોર્માઝન સ્ફટિકો DMSO (સિગ્મા-આલ્ડ્રિચ, સેન્ટ લુઇસ, MO, USA) માં ઓગળવામાં આવ્યા હતા અને સિનર્જી એચટીએક્સ પ્લેટ રીડર (બાયોટેક-હંગેરી, બુડાપેસ્ટ, હંગેરી) નો ઉપયોગ કરીને શોષણ 570 એનએમ પર માપવામાં આવ્યું હતું.સારવાર ન કરાયેલ નિયંત્રણ નમૂનાનું શોષણ મૂલ્ય 100% અસ્તિત્વ દર ગણવામાં આવે છે.ચાર સ્વતંત્ર જૈવિક પ્રતિકૃતિઓનો ઉપયોગ કરીને ઓછામાં ઓછા 3 પ્રયોગો કરો.IC50 ની ગણતરી જીવનશક્તિ પરિણામોના આધારે ડોઝ પ્રતિભાવ વળાંકમાંથી કરવામાં આવે છે.
ત્યારપછી, બીજા પગલામાં, કોષની સારવાર પહેલા વિવિધ સમયગાળા (0, 1.5, 3, 6, 12, અને 24 કલાક) માટે 150 mM NaCl સાથે કણોને ઉકાળીને, ચાંદીના નેનોપાર્ટિકલ્સની વિવિધ એકત્રીકરણ સ્થિતિઓ ઉત્પન્ન કરવામાં આવી હતી.ત્યારબાદ, કણોના એકત્રીકરણથી પ્રભાવિત કોષની સદ્ધરતામાં ફેરફારોનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે અગાઉ વર્ણવ્યા મુજબ સમાન MTT પરીક્ષા કરવામાં આવી હતી.અંતિમ પરિણામનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે ગ્રાફપેડ પ્રિઝમ 7 નો ઉપયોગ કરો, અજોડ ટી-ટેસ્ટ દ્વારા પ્રયોગના આંકડાકીય મહત્વની ગણતરી કરો અને તેના સ્તરને * (p ≤ 0.05), ** (p ≤ 0.01), *** (p ≤ 0.001) તરીકે ચિહ્નિત કરો ) અને **** (p ≤ 0.0001).
ચાંદીના નેનોપાર્ટિકલ્સના ત્રણ અલગ-અલગ કદ (AgNP-I, AgNP-II અને AgNP-III) નો ઉપયોગ ક્રિપ્ટોકોકસ નિયોફોર્મન્સ IFM 5844 (IFM; રિસર્ચ સેન્ટર ફોર પેથોજેનિક ફૂગ અને માઇક્રોબાયલ ટોક્સિકોલોજી, ચિબા યુનિવર્સિટી) અને બેસિલિયમ S61ZMC03 ટેસ્ટ માટે એન્ટીબેક્ટેરિયલ સંવેદનશીલતા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. (SZMC: Szeged Microbiology Collection) અને E. coli SZMC 0582 RPMI 1640 માધ્યમમાં (Sigma-Aldrich Co.).કણોના એકત્રીકરણને કારણે એન્ટિબેક્ટેરિયલ પ્રવૃત્તિમાં થતા ફેરફારોનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, પ્રથમ, તેમની લઘુત્તમ અવરોધક સાંદ્રતા (MIC) 96-વેલ માઇક્રોટાઇટર પ્લેટમાં માઇક્રોડિલ્યુશન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવી હતી.પ્રમાણિત સેલ સસ્પેન્શનના 50 μL સુધી (RPMI 1640 માધ્યમમાં 5 × 104 કોશિકાઓ/mL), 50 μL સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ સસ્પેન્શન ઉમેરો અને સાંદ્રતાના બમણા ક્રમિક રીતે પાતળું કરો (ઉપરોક્ત માધ્યમમાં, શ્રેણી 0 અને 75 ppm છે, એટલે કે કંટ્રોલ સેમ્પલમાં 50 μL સેલ સસ્પેન્શન અને 50 μL માધ્યમ નેનોપાર્ટિકલ્સ હોય છે).ત્યારબાદ, પ્લેટને 48 કલાક માટે 30°C પર ઉકાળવામાં આવી હતી, અને સ્પેકટ્રોસ્ટાર નેનો પ્લેટ રીડર (BMG LabTech, Offenburg, Germany) નો ઉપયોગ કરીને સંસ્કૃતિની ઓપ્ટિકલ ઘનતા 620 nm પર માપવામાં આવી હતી.પ્રયોગ ત્રણ વખત ત્રિપુટીમાં કરવામાં આવ્યો હતો.
આ સમયે 50 μL સિંગલ એગ્રિગેટેડ નેનોપાર્ટિકલ સેમ્પલનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો તે સિવાય, અગાઉ વર્ણવેલ સમાન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ ઉપરોક્ત સ્ટ્રેન્સ પર એન્ટિબેક્ટેરિયલ પ્રવૃત્તિ પર એકત્રીકરણની અસરને તપાસવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.ચાંદીના નેનોપાર્ટિકલ્સની વિવિધ એકત્રીકરણ સ્થિતિઓ સેલ પ્રોસેસિંગ પહેલા વિવિધ સમયગાળા (0, 1.5, 3, 6, 12 અને 24 કલાક) માટે 150 mM NaCl સાથે કણોને ઉકાળીને ઉત્પન્ન થાય છે.RPMI 1640 માધ્યમના 50 μL સાથે પૂરક સસ્પેન્શનનો ઉપયોગ વૃદ્ધિ નિયંત્રણ તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો, જ્યારે ઝેરીતાને નિયંત્રિત કરવા માટે, બિન-એગ્રિગેટેડ નેનોપાર્ટિકલ્સ સાથેના સસ્પેન્શનનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.પ્રયોગ ત્રણ વખત ત્રિપુટીમાં કરવામાં આવ્યો હતો.MTT વિશ્લેષણ જેવા જ આંકડાકીય વિશ્લેષણનો ઉપયોગ કરીને, અંતિમ પરિણામનું ફરીથી મૂલ્યાંકન કરવા માટે ગ્રાફપેડ પ્રિઝમ 7 નો ઉપયોગ કરો.
સૌથી નાના કણો (AgNP-I) નું એકત્રીકરણ સ્તર દર્શાવવામાં આવ્યું છે, અને પરિણામો આંશિક રીતે અમારા અગાઉના કાર્યમાં પ્રકાશિત કરવામાં આવ્યા હતા, પરંતુ વધુ સારી સરખામણી માટે, તમામ કણોની સંપૂર્ણ તપાસ કરવામાં આવી હતી.પ્રાયોગિક ડેટા એકત્રિત કરવામાં આવ્યો છે અને નીચેના વિભાગોમાં તેની ચર્ચા કરવામાં આવી છે.AgNP ના ત્રણ કદ.19
TEM, UV-Vis અને DLS દ્વારા કરવામાં આવેલા માપોએ તમામ AgNP નમૂનાઓ (આકૃતિ 2A-D) ના સફળ સંશ્લેષણની ચકાસણી કરી.આકૃતિ 2 ની પ્રથમ પંક્તિ અનુસાર, સૌથી નાનો કણ (AgNP-I) લગભગ 10 એનએમના સરેરાશ વ્યાસ સાથે એક સમાન ગોળાકાર આકારશાસ્ત્ર દર્શાવે છે.બીજ-મધ્યસ્થી વૃદ્ધિ પદ્ધતિ અનુક્રમે આશરે 20 nm અને 50 nm ના સરેરાશ કણો વ્યાસ સાથે વિવિધ કદની શ્રેણી સાથે AgNP-II અને AgNP-III પણ પ્રદાન કરે છે.કણોના વિતરણના પ્રમાણભૂત વિચલન અનુસાર, ત્રણ નમૂનાઓના કદ ઓવરલેપ થતા નથી, જે તેમના તુલનાત્મક વિશ્લેષણ માટે મહત્વપૂર્ણ છે.TEM-આધારિત કણ 2D અંદાજોના સરેરાશ પાસા ગુણોત્તર અને પાતળાતાના ગુણોત્તરની તુલના કરીને, એવું માનવામાં આવે છે કે કણોની ગોળાકારતાનું મૂલ્યાંકન ImageJ ના આકાર ફિલ્ટર પ્લગ-ઇન (આકૃતિ 2E) દ્વારા કરવામાં આવે છે.43 કણોના આકારના પૃથ્થકરણ મુજબ, તેમના પાસા ગુણોત્તર (સૌથી નાના બાઉન્ડિંગ લંબચોરસની મોટી બાજુ/ટૂંકી બાજુ) કણોની વૃદ્ધિથી પ્રભાવિત થતા નથી, અને તેમના પાતળાપણું ગુણોત્તર (સંબંધિત સંપૂર્ણ વર્તુળ/સૈદ્ધાંતિક વિસ્તારનો માપવામાં આવેલ વિસ્તાર) ) ધીમે ધીમે ઘટે છે.આના પરિણામે વધુને વધુ પોલિહેડ્રલ કણો થાય છે, જે 1 ના પાતળા ગુણોત્તરને અનુરૂપ સિદ્ધાંતમાં સંપૂર્ણ રીતે ગોળાકાર હોય છે.
આકૃતિ 2 ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ (TEM) ઇમેજ (A), ઇલેક્ટ્રોન વિવર્તન (ED) પેટર્ન (B), કદ વિતરણ હિસ્ટોગ્રામ (C), લાક્ષણિક અલ્ટ્રાવાયોલેટ-વિઝિબલ (UV-Vis) પ્રકાશ શોષણ સ્પેક્ટ્રમ (D), અને સરેરાશ પ્રવાહી સાઇટ્રેટ યાંત્રિક વ્યાસ (Z-સરેરાશ), ઝેટા સંભવિત, પાસા ગુણોત્તર અને જાડાઈ ગુણોત્તર (E) સાથે સમાપ્ત થયેલ સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ્સ ત્રણ અલગ અલગ કદની રેન્જ ધરાવે છે: AgNP-I 10 nm (ટોચની પંક્તિ), AgNP -II 20 nm (મધ્યમ પંક્તિ) છે ), AgNP-III (નીચેની પંક્તિ) 50 nm છે.
જોકે વૃદ્ધિ પદ્ધતિની ચક્રીય પ્રકૃતિએ કણોના આકારને અમુક અંશે અસર કરી હતી, પરિણામે મોટા AgNPs ના નાના ગોળાકારમાં પરિણમે છે, ત્રણેય નમૂનાઓ અર્ધ-ગોળાકાર રહ્યા હતા.આ ઉપરાંત, આકૃતિ 2B માં ઇલેક્ટ્રોન ડિફ્રેક્શન પેટર્નમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, નેનો કણોની સ્ફટિકીયતાને અસર થતી નથી.અગ્રણી વિવર્તન રિંગ-જેને (111), (220), (200), અને (311) ચાંદીના મિલર સૂચકાંકો સાથે સહસંબંધિત કરી શકાય છે - તે વૈજ્ઞાનિક સાહિત્ય અને અમારા અગાઉના યોગદાન સાથે ખૂબ સુસંગત છે.9, 19,44 AgNP-II અને AgNP-III ની Debye-Scherrer રિંગનું વિભાજન એ હકીકતને કારણે છે કે ED ઇમેજ સમાન વિસ્તરણ પર કેપ્ચર થાય છે, તેથી જેમ જેમ કણોનું કદ વધતું જાય છે તેમ તેમ પ્રતિ વિક્ષેપિત કણોની સંખ્યા વધે છે. એકમ વિસ્તાર વધે છે અને ઘટે છે.
નેનોપાર્ટિકલ્સનું કદ અને આકાર જૈવિક પ્રવૃત્તિને અસર કરવા માટે જાણીતા છે.3,45 આકાર-આધારિત ઉત્પ્રેરક અને જૈવિક પ્રવૃત્તિ એ હકીકત દ્વારા સમજાવી શકાય છે કે વિવિધ આકારો ચોક્કસ સ્ફટિક ચહેરાઓ (વિવિધ મિલર સૂચકાંકો ધરાવતા) ​​ફેલાવવાનું વલણ ધરાવે છે, અને આ સ્ફટિક ચહેરાઓ વિવિધ પ્રવૃત્તિઓ ધરાવે છે.45,46 તૈયાર કણો ખૂબ જ સમાન ક્રિસ્ટલ લાક્ષણિકતાઓને અનુરૂપ સમાન ED પરિણામો પ્રદાન કરે છે, એવું માની શકાય છે કે અમારા અનુગામી કોલોઇડલ સ્થિરતા અને જૈવિક પ્રવૃત્તિના પ્રયોગોમાં, કોઈપણ અવલોકન કરેલ તફાવત નેનોપાર્ટિકલના કદને આભારી હોવા જોઈએ, આકાર-સંબંધિત ગુણધર્મોને નહીં.
આકૃતિ 2D માં સારાંશ આપેલા UV-Vis પરિણામો વધુ સંશ્લેષિત AgNP ની જબરજસ્ત ગોળાકાર પ્રકૃતિ પર ભાર મૂકે છે, કારણ કે ત્રણેય નમૂનાઓની SPR શિખરો લગભગ 400 nm છે, જે ગોળાકાર ચાંદીના નેનોપાર્ટિકલ્સનું લાક્ષણિક મૂલ્ય છે.29,30 કેપ્ચર કરેલ સ્પેક્ટ્રાએ પણ નેનોસિલ્વરની સફળ બીજ-મધ્યસ્થી વૃદ્ધિની પુષ્ટિ કરી.જેમ જેમ કણોનું કદ વધે છે તેમ, AgNP-II ના મહત્તમ પ્રકાશ શોષણને અનુરૂપ તરંગલંબાઇ-વધુ સ્પષ્ટપણે-સાહિત્ય અનુસાર, AgNP-III એ રેડશિફ્ટનો અનુભવ કર્યો.6,29 પર રાખવામાં આવી છે
AgNP સિસ્ટમની પ્રારંભિક કોલોઇડલ સ્થિરતા અંગે, DLS નો ઉપયોગ સરેરાશ હાઇડ્રોડાયનેમિક વ્યાસ અને pH 7.2 પર કણોના ઝેટા સંભવિત માપવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.આકૃતિ 2E માં દર્શાવવામાં આવેલા પરિણામો દર્શાવે છે કે AgNP-III એ AgNP-I અથવા AgNP-II કરતાં ઊંચી કોલોઇડલ સ્થિરતા ધરાવે છે, કારણ કે સામાન્ય માર્ગદર્શિકા સૂચવે છે કે લાંબા ગાળાની કોલોઇડલ સ્થિરતા માટે 30 mV સંપૂર્ણ ઝેટા સંભવિત જરૂરી છે જ્યારે આ શોધને વધુ સમર્થન આપવામાં આવે છે. Z સરેરાશ મૂલ્ય (મુક્ત અને એકત્રિત કણોના સરેરાશ હાઇડ્રોડાયનેમિક વ્યાસ તરીકે મેળવવામાં આવે છે) ની સરખામણી TEM દ્વારા મેળવેલા પ્રાથમિક કણોના કદ સાથે કરવામાં આવે છે, કારણ કે બે મૂલ્યો જેટલા નજીક છે, તેટલી હળવી ડિગ્રી નમૂનામાં એકત્ર થાય છે.વાસ્તવમાં, AgNP-I અને AgNP-II ની Z એવરેજ તેમના મુખ્ય TEM-મૂલ્યાંકન કરાયેલ કણોના કદ કરતાં વ્યાજબી રીતે વધારે છે, તેથી AgNP-III ની સરખામણીમાં, આ નમૂનાઓ એકંદર થવાની શક્યતા વધુ હોવાનું અનુમાન છે, જ્યાં અત્યંત નકારાત્મક ઝેટા સંભવિત નજીકનું કદ ઝેડ સરેરાશ મૂલ્ય સાથે છે.
આ ઘટના માટે સમજૂતી બે ગણી હોઈ શકે છે.એક તરફ, તમામ સંશ્લેષણના પગલાઓમાં સાઇટ્રેટ સાંદ્રતા સમાન સ્તરે જાળવવામાં આવે છે, જે વધતા કણોના ચોક્કસ સપાટી વિસ્તારને ઘટતા અટકાવવા માટે પ્રમાણમાં ઊંચી માત્રામાં ચાર્જ કરેલ સપાટી જૂથો પ્રદાન કરે છે.જો કે, લેવક એટ અલ. અનુસાર, સાઇટ્રેટ જેવા નાના અણુઓ નેનોપાર્ટિકલ્સની સપાટી પર બાયોમોલેક્યુલ્સ દ્વારા સરળતાથી વિનિમય કરી શકાય છે.આ કિસ્સામાં, કોલોઇડલ સ્થિરતા ઉત્પાદિત બાયોમોલેક્યુલ્સના કોરોના દ્વારા નક્કી કરવામાં આવશે.31 કારણ કે આ વર્તણૂક અમારા એકત્રીકરણ માપદંડોમાં પણ જોવા મળી હતી (પછીથી વધુ વિગતવાર ચર્ચા કરવામાં આવી છે), ફક્ત સાઇટ્રેટ કેપિંગ આ ઘટનાને સમજાવી શકતું નથી.
બીજી બાજુ, કણોનું કદ નેનોમીટર સ્તરે એકત્રીકરણ વલણના વિપરિત પ્રમાણસર છે.આ મુખ્યત્વે પરંપરાગત ડેરજાગ્યુન-લેન્ડાઉ-વેર્વે-ઓવરબીક (DLVO) પદ્ધતિ દ્વારા સમર્થિત છે, જ્યાં કણોના આકર્ષણને કણો વચ્ચેના આકર્ષક અને પ્રતિકૂળ બળોના સરવાળા તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે.He et al. અનુસાર, DLVO ઊર્જા વળાંકનું મહત્તમ મૂલ્ય હેમેટાઇટ નેનોપાર્ટિકલ્સમાં નેનોપાર્ટિકલ્સના કદ સાથે ઘટે છે, જે લઘુત્તમ પ્રાથમિક ઊર્જા સુધી પહોંચવાનું સરળ બનાવે છે, જેનાથી બદલી ન શકાય તેવા એકત્રીકરણ (ઘનીકરણ) ને પ્રોત્સાહન મળે છે.47 જો કે, એવું અનુમાન કરવામાં આવે છે કે DLVO સિદ્ધાંતની મર્યાદાઓ ઉપરાંત અન્ય પાસાઓ પણ છે.જો કે વેન ડેર વાલ્સ ગુરુત્વાકર્ષણ અને ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ડબલ-લેયર રિસ્પ્લેશન કણોના કદમાં વધારો કરવા સાથે સમાન છે, હોટ્ઝ એટ અલ દ્વારા સમીક્ષા.દરખાસ્ત કરે છે કે DLVO પરવાનગી આપે છે તેના કરતાં એકત્રીકરણ પર તેની વધુ મજબૂત અસર છે.14 તેઓ માને છે કે નેનોપાર્ટિકલ્સની સપાટીની વક્રતા હવે સપાટ સપાટી તરીકે અનુમાનિત કરી શકાતી નથી, જે ગાણિતિક અંદાજને અયોગ્ય બનાવે છે.વધુમાં, જેમ જેમ કણોનું કદ ઘટતું જાય છે તેમ, સપાટી પર હાજર પરમાણુઓની ટકાવારી વધારે થાય છે, જે ઇલેક્ટ્રોનિક માળખું અને સપાટીના ચાર્જ વર્તન તરફ દોરી જાય છે.અને સપાટીની પ્રતિક્રિયાશીલતામાં ફેરફાર થાય છે, જે ઇલેક્ટ્રિક ડબલ લેયરમાં ચાર્જમાં ઘટાડો તરફ દોરી શકે છે અને એકત્રીકરણને પ્રોત્સાહન આપે છે.
આકૃતિ 3 માં AgNP-I, AgNP-II, અને AgNP-III ના DLS પરિણામોની સરખામણી કરતી વખતે, અમે અવલોકન કર્યું કે ત્રણેય નમૂનાઓ સમાન pH પ્રોમ્પ્ટિંગ એકત્રીકરણ દર્શાવે છે.ભારે એસિડિક વાતાવરણ (pH 3) નમૂનાના ઝેટા સંભવિતને 0 mV પર સ્થાનાંતરિત કરે છે, જેના કારણે કણો માઇક્રોન-કદના એકંદર બનાવે છે, જ્યારે આલ્કલાઇન pH તેના ઝેટા સંભવિતને મોટા નકારાત્મક મૂલ્યમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે, જ્યાં કણો નાના એકંદર (pH 5) બનાવે છે. ).અને 7.2) ), અથવા સંપૂર્ણપણે અસંકલિત રહે છે (pH 9).વિવિધ નમૂનાઓ વચ્ચે કેટલાક મહત્વપૂર્ણ તફાવતો પણ જોવા મળ્યા હતા.સમગ્ર પ્રયોગ દરમિયાન, AgNP-I એ pH-પ્રેરિત ઝેટા સંભવિત ફેરફારો માટે સૌથી વધુ સંવેદનશીલ સાબિત થયું, કારણ કે આ કણોની ઝેટા સંભવિત pH 9 ની સરખામણીમાં pH 7.2 પર ઘટાડી દેવામાં આવી છે, જ્યારે AgNP-II અને AgNP-III માત્ર A દર્શાવે છે. ζ માં નોંધપાત્ર ફેરફાર pH 3 ની આસપાસ છે. વધુમાં, AgNP-II એ ધીમા ફેરફારો અને મધ્યમ ઝેટા સંભવિતતા દર્શાવી હતી, જ્યારે AgNP-III એ ત્રણની સૌથી હળવી વર્તણૂક દર્શાવી હતી, કારણ કે સિસ્ટમે સૌથી વધુ સંપૂર્ણ ઝેટા મૂલ્ય અને ધીમી વલણની હિલચાલ દર્શાવી હતી, જે દર્શાવે છે. AgNP-III pH-પ્રેરિત એકત્રીકરણ માટે સૌથી વધુ પ્રતિરોધક.આ પરિણામો સરેરાશ હાઇડ્રોડાયનેમિક વ્યાસ માપન પરિણામો સાથે સુસંગત છે.તેમના પ્રાઈમર્સના કણોના કદને ધ્યાનમાં લેતા, AgNP-I એ તમામ pH મૂલ્યો પર સતત ક્રમિક એકત્રીકરણ દર્શાવ્યું, મોટે ભાગે 10 mM NaCl પૃષ્ઠભૂમિને કારણે, જ્યારે AgNP-II અને AgNP-III એ માત્ર pH 3 ના એકત્રીકરણ પર નોંધપાત્ર દર્શાવ્યું હતું.સૌથી રસપ્રદ તફાવત એ છે કે તેના વિશાળ નેનોપાર્ટિકલ કદ હોવા છતાં, AgNP-III એ 24 કલાકમાં pH 3 પર સૌથી નાનું એગ્રીગેટ્સ બનાવે છે, જે તેના એન્ટિ-એગ્રિગેશન ગુણધર્મોને પ્રકાશિત કરે છે.તૈયાર નમૂનાના મૂલ્ય દ્વારા 24 કલાક પછી pH 3 પર AgNPs ની સરેરાશ Z ને વિભાજિત કરીને, તે જોઈ શકાય છે કે AgNP-I અને AgNP-II ના સાપેક્ષ એકંદર કદમાં 50 ગણો, 42 ગણો અને 22 ગણો વધારો થયો છે. , અનુક્રમે.III.
આકૃતિ 3 વધતા કદ (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II અને 50 nm: AgNP-III) સાથે સાઇટ્રેટ-ટર્મિનેટેડ સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ્સ નમૂનાના ગતિશીલ પ્રકાશ સ્કેટરિંગ પરિણામોને સરેરાશ હાઇડ્રોડાયનેમિક વ્યાસ (Z એવરેજ) તરીકે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. ) (જમણે) વિવિધ pH પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, ઝેટા સંભવિત (ડાબે) 24 કલાકની અંદર બદલાય છે.
અવલોકન કરાયેલ pH-આધારિત એકત્રીકરણ એ AgNP નમૂનાઓના લાક્ષણિક સપાટી પ્લાઝમોન રેઝોનન્સ (SPR) ને પણ અસર કરે છે, જેમ કે તેમના UV-Vis સ્પેક્ટ્રા દ્વારા પુરાવા મળે છે.પૂરક આકૃતિ S1 મુજબ, ત્રણેય સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ સસ્પેન્શનનું એકત્રીકરણ તેમના SPR શિખરોની તીવ્રતામાં ઘટાડો અને મધ્યમ લાલ પાળી દ્વારા અનુસરવામાં આવે છે.pH ના કાર્ય તરીકે આ ફેરફારોની હદ DLS પરિણામો દ્વારા અનુમાનિત એકત્રીકરણની ડિગ્રી સાથે સુસંગત છે, જો કે, કેટલાક રસપ્રદ વલણો જોવામાં આવ્યા છે.અંતર્જ્ઞાનથી વિપરીત, તે તારણ આપે છે કે મધ્યમ કદના AgNP-II એ SPR ફેરફારો માટે સૌથી વધુ સંવેદનશીલ છે, જ્યારે અન્ય બે નમૂના ઓછા સંવેદનશીલ છે.SPR સંશોધનમાં, 50 nm એ સૈદ્ધાંતિક કણોની કદ મર્યાદા છે, જેનો ઉપયોગ તેમના ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મોના આધારે કણોને અલગ પાડવા માટે થાય છે.50 nm (AgNP-I અને AgNP-II) કરતાં નાના કણોને સાદા ડાઇલેક્ટ્રિક ડીપોલ્સ તરીકે વર્ણવી શકાય છે, જ્યારે કણો કે જે આ મર્યાદા સુધી પહોંચે છે અથવા તેનાથી વધી જાય છે (AgNP-III) વધુ જટિલ ડાઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મો ધરાવે છે, અને તેમનો પડઘો બેન્ડ મલ્ટિમોડલ ફેરફારોમાં વિભાજિત થાય છે. .બે નાના કણોના નમૂનાઓના કિસ્સામાં, AgNP ને સાદા દ્વિધ્રુવ તરીકે ગણી શકાય, અને પ્લાઝમા સરળતાથી ઓવરલેપ થઈ શકે છે.જેમ જેમ કણોનું કદ વધે છે તેમ, આ જોડાણ અનિવાર્યપણે મોટા પ્લાઝ્માનું ઉત્પાદન કરે છે, જે જોવા મળેલી ઉચ્ચ સંવેદનશીલતાને સમજાવી શકે છે.29 જો કે, સૌથી મોટા કણો માટે, જ્યારે અન્ય કપ્લીંગ સ્ટેટ્સ પણ આવી શકે ત્યારે સાદા દ્વિધ્રુવ અંદાજ માન્ય નથી, જે સ્પેક્ટ્રલ ફેરફારો સૂચવવા માટે AgNP-III ના ઘટતા વલણને સમજાવી શકે છે.29
અમારી પ્રાયોગિક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, તે સાબિત થયું છે કે pH મૂલ્ય વિવિધ કદના સાઇટ્રેટ-કોટેડ સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ્સની કોલોઇડલ સ્થિરતા પર ઊંડી અસર કરે છે.આ સિસ્ટમોમાં, AgNPs ની સપાટી પર નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા -COO- જૂથો દ્વારા સ્થિરતા પ્રદાન કરવામાં આવે છે.સાઇટ્રેટ આયનનું કાર્બોક્સિલેટ કાર્યાત્મક જૂથ મોટી સંખ્યામાં H+ આયનોમાં પ્રોટોનેટેડ છે, તેથી જનરેટ થયેલ કાર્બોક્સિલ જૂથ હવે કણો વચ્ચે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રતિકૂળ પ્રદાન કરી શકતું નથી, જેમ કે આકૃતિ 4 ની ટોચની પંક્તિમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે. લે ચેટેલિયરના સિદ્ધાંત અનુસાર, AgNP નમૂનાઓ ઝડપથી pH 3 પર એકઠા થાય છે, પરંતુ ધીમે ધીમે pH વધે તેમ વધુને વધુ સ્થિર બને છે.
આકૃતિ 4 વિવિધ pH (ટોચની પંક્તિ), NaCl સાંદ્રતા (મધ્યમ પંક્તિ), અને બાયોમોલેક્યુલ્સ (નીચેની પંક્તિ) હેઠળ એકત્રીકરણ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત સપાટીની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની યોજનાકીય પદ્ધતિ.
આકૃતિ 5 મુજબ, વિવિધ કદના AgNP સસ્પેન્શનમાં કોલોઇડલ સ્થિરતા પણ મીઠાની વધતી સાંદ્રતા હેઠળ તપાસવામાં આવી હતી.ઝેટા પોટેન્શિયલના આધારે, આ સાઇટ્રેટ-ટર્મિનેટેડ AgNP સિસ્ટમ્સમાં વધેલા નેનોપાર્ટિકલ કદ ફરીથી NaCl ના બાહ્ય પ્રભાવો માટે ઉન્નત પ્રતિકાર પ્રદાન કરે છે.AgNP-I માં, હળવા એકત્રીકરણને પ્રેરિત કરવા માટે 10 mM NaCl પર્યાપ્ત છે, અને 50 mM ની મીઠાની સાંદ્રતા ખૂબ સમાન પરિણામો પ્રદાન કરે છે.AgNP-II અને AgNP-III માં, 10 mM NaCl ઝેટા સંભવિતને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરતું નથી કારણ કે તેમના મૂલ્યો (AgNP-II) અથવા નીચે (AgNP-III) -30 mV પર રહે છે.NaCl સાંદ્રતાને 50 mM અને છેલ્લે 150 mM NaCl સુધી વધારવી એ તમામ નમૂનાઓમાં ઝેટા સંભવિતના સંપૂર્ણ મૂલ્યને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડવા માટે પૂરતું છે, જો કે મોટા કણો વધુ નકારાત્મક ચાર્જ જાળવી રાખે છે.આ પરિણામો AgNPs ના અપેક્ષિત સરેરાશ હાઇડ્રોડાયનેમિક વ્યાસ સાથે સુસંગત છે;10, 50 અને 150 એમએમ NaCl પર માપવામાં આવેલ Z સરેરાશ વલણ રેખાઓ અલગ અલગ દર્શાવે છે, ધીમે ધીમે વધતા મૂલ્યો.છેલ્લે, ત્રણેય 150 એમએમ પ્રયોગોમાં માઇક્રોન-કદના એગ્રીગેટ્સ મળી આવ્યા હતા.
આકૃતિ 5 વધતા કદ (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II અને 50 nm: AgNP-III) સાથે સાઇટ્રેટ-ટર્મિનેટેડ સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ્સ નમૂનાના ગતિશીલ પ્રકાશ સ્કેટરિંગ પરિણામોને સરેરાશ હાઇડ્રોડાયનેમિક વ્યાસ (Z એવરેજ) તરીકે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. ) (જમણે) અને ઝેટા સંભવિત (ડાબે) વિવિધ NaCl સાંદ્રતા હેઠળ 24 કલાકની અંદર બદલાય છે.
પૂરક આકૃતિ S2 માં UV-Vis પરિણામો દર્શાવે છે કે ત્રણેય નમૂનાઓમાં 50 અને 150 mM NaCl ના SPRમાં તાત્કાલિક અને નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો છે.આ DLS દ્વારા સમજાવી શકાય છે, કારણ કે NaCl-આધારિત એકત્રીકરણ pH-આધારિત પ્રયોગો કરતાં વધુ ઝડપથી થાય છે, જે પ્રારંભિક (0, 1.5 અને 3 કલાક) માપ વચ્ચેના મોટા તફાવત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે.વધુમાં, મીઠાની સાંદ્રતામાં વધારો થવાથી પ્રાયોગિક માધ્યમની સંબંધિત અનુમતિમાં પણ વધારો થશે, જે સપાટીના પ્લાઝમોન રેઝોનન્સ પર ઊંડી અસર કરશે.29
NaCl ની અસર આકૃતિ 4 ની મધ્ય પંક્તિમાં સંક્ષિપ્ત કરવામાં આવી છે. સામાન્ય રીતે, તે નિષ્કર્ષ પર આવી શકે છે કે સોડિયમ ક્લોરાઇડની સાંદ્રતામાં વધારો એસિડિટી વધારવા જેવી જ અસર ધરાવે છે, કારણ કે Na+ આયન કાર્બોક્સિલેટ જૂથોની આસપાસ સંકલન કરવાની વૃત્તિ ધરાવે છે, નકારાત્મક ઝેટા સંભવિત AgNPs ને દબાવીને.વધુમાં, 150 mM NaCl એ ત્રણેય નમૂનાઓમાં માઇક્રોન-કદના એકંદરનું ઉત્પાદન કર્યું, જે દર્શાવે છે કે શારીરિક ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સાંદ્રતા સાઇટ્રેટ-ટર્મિનેટેડ AgNPs ની કોલોઇડલ સ્થિરતા માટે હાનિકારક છે.સમાન AgNP સિસ્ટમો પર NaCl ના ક્રિટિકલ કન્ડેન્સિંગ કોન્સન્ટ્રેશન (CCC) ને ધ્યાનમાં લઈને, આ પરિણામોને હોશિયારીપૂર્વક સંબંધિત સાહિત્યમાં મૂકી શકાય છે.Huynh એટ અલ.ગણતરી કરી કે 71 એનએમના સરેરાશ વ્યાસવાળા સાઇટ્રેટ-ટર્મિનેટેડ સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ્સ માટે NaCl નું CCC 47.6 mM હતું, જ્યારે અલ બદાવી એટ અલ.અવલોકન કર્યું કે સાઇટ્રેટ કોટિંગ સાથે 10 nm AgNPs નું CCC 70 mM હતું.10,16 વધુમાં, He et al. દ્વારા આશરે 300 mM ની નોંધપાત્ર રીતે ઊંચી CCC માપવામાં આવી હતી, જેના કારણે તેમની સંશ્લેષણ પદ્ધતિ અગાઉ ઉલ્લેખિત પ્રકાશન કરતાં અલગ હતી.48 જો કે વર્તમાન યોગદાનનો હેતુ આ મૂલ્યોના વ્યાપક પૃથ્થકરણ માટે નથી, કારણ કે સમગ્ર અભ્યાસની જટિલતામાં અમારી પ્રાયોગિક પરિસ્થિતિઓ વધી રહી છે, 50 એમએમની જૈવિક રીતે સંબંધિત NaCl સાંદ્રતા, ખાસ કરીને 150 એમએમ NaCl, ઘણી ઊંચી જણાય છે.પ્રેરિત કોગ્યુલેશન, શોધાયેલ મજબૂત ફેરફારો સમજાવે છે.
પોલિમરાઇઝેશન પ્રયોગનું આગલું પગલું નેનોપાર્ટિકલ-બાયોમોલેક્યુલ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓનું અનુકરણ કરવા માટે સરળ પરંતુ જૈવિક રીતે સંબંધિત અણુઓનો ઉપયોગ કરવાનું છે.DLS (આંકડા 6 અને 7) અને UV-Vis પરિણામો (પૂરક આકૃતિઓ S3 અને S4) ના આધારે, કેટલાક સામાન્ય તારણો નિશ્ચિત કરી શકાય છે.અમારી પ્રાયોગિક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, અભ્યાસ કરેલ પરમાણુઓ ગ્લુકોઝ અને ગ્લુટામાઇન કોઈપણ AgNP સિસ્ટમમાં એકત્રીકરણને પ્રેરિત કરશે નહીં, કારણ કે Z-મીન વલણ અનુરૂપ સંદર્ભ માપન મૂલ્ય સાથે નજીકથી સંબંધિત છે.જો કે તેમની હાજરી એકત્રીકરણને અસર કરતી નથી, પ્રાયોગિક પરિણામો દર્શાવે છે કે આ પરમાણુઓ AgNPs ની સપાટી પર આંશિક રીતે શોષાય છે.આ દૃષ્ટિકોણને સમર્થન આપતા સૌથી અગ્રણી પરિણામ પ્રકાશ શોષણમાં જોવા મળેલો ફેરફાર છે.જો કે AgNP-I અર્થપૂર્ણ તરંગલંબાઇ અથવા તીવ્રતા ફેરફારો પ્રદર્શિત કરતું નથી, તે મોટા કણોને માપવા દ્વારા વધુ સ્પષ્ટ રીતે અવલોકન કરી શકાય છે, જે મોટાભાગે અગાઉ ઉલ્લેખિત મોટી ઓપ્ટિકલ સંવેદનશીલતાને કારણે છે.એકાગ્રતાને ધ્યાનમાં લીધા વિના, ગ્લુકોઝ નિયંત્રણ માપનની તુલનામાં 1.5 કલાક પછી વધુ લાલ પાળીનું કારણ બની શકે છે, જે AgNP-II માં લગભગ 40 nm અને AgNP-III માં લગભગ 10 nm છે, જે સપાટીની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની ઘટનાને સાબિત કરે છે.ગ્લુટામાઇન સમાન વલણ દર્શાવે છે, પરંતુ ફેરફાર એટલો સ્પષ્ટ ન હતો.વધુમાં, એ પણ ઉલ્લેખનીય છે કે ગ્લુટામાઇન મધ્યમ અને મોટા કણોની સંપૂર્ણ ઝેટા સંભવિતતા ઘટાડી શકે છે.જો કે, આ ઝીટા ફેરફારો એકત્રીકરણ સ્તરને અસર કરતા ન હોવાથી, એવું અનુમાન કરી શકાય છે કે ગ્લુટામાઇન જેવા નાના બાયોમોલેક્યુલ્સ પણ કણો વચ્ચે ચોક્કસ અંશે અવકાશી વિસર્જન પ્રદાન કરી શકે છે.
આકૃતિ 6 વધતા કદ (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II અને 50 nm: AgNP-III) સાથે સાઇટ્રેટ-ટર્મિનેટેડ સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ નમૂનાઓના ગતિશીલ પ્રકાશ સ્કેટરિંગ પરિણામોને સરેરાશ હાઇડ્રોડાયનેમિક વ્યાસ (Z એવરેજ) તરીકે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. (જમણે) વિવિધ ગ્લુકોઝ સાંદ્રતાની બાહ્ય પરિસ્થિતિઓમાં, ઝેટા સંભવિત (ડાબે) 24 કલાકની અંદર બદલાય છે.
આકૃતિ 7 વધતા કદ (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II અને 50 nm: AgNP-III) સાથે સાઇટ્રેટ-ટર્મિનેટેડ સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ્સ નમૂનાના ગતિશીલ પ્રકાશ સ્કેટરિંગ પરિણામોને સરેરાશ હાઇડ્રોડાયનેમિક વ્યાસ (Z એવરેજ) તરીકે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. ) (જમણે) ગ્લુટામાઇનની હાજરીમાં, ઝેટા સંભવિત (ડાબે) 24 કલાકની અંદર બદલાય છે.
ટૂંકમાં, ગ્લુકોઝ અને ગ્લુટામાઇન જેવા નાના બાયોમોલેક્યુલ્સ માપેલ સાંદ્રતા પર કોલોઇડલ સ્થિરતાને અસર કરતા નથી: જો કે તેઓ ઝેટા સંભવિત અને UV-Vis પરિણામોને વિવિધ ડિગ્રીઓ સુધી અસર કરે છે, Z સરેરાશ પરિણામો સુસંગત નથી.આ સૂચવે છે કે પરમાણુઓની સપાટીનું શોષણ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક પ્રતિકૂળતાને અટકાવે છે, પરંતુ તે જ સમયે પરિમાણીય સ્થિરતા પ્રદાન કરે છે.
અગાઉના પરિણામોને અગાઉના પરિણામો સાથે લિંક કરવા અને જૈવિક પરિસ્થિતિઓનું વધુ કુશળતાપૂર્વક અનુકરણ કરવા માટે, અમે કેટલાક સૌથી સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા સેલ કલ્ચર ઘટકો પસંદ કર્યા અને AgNP કોલોઇડ્સની સ્થિરતાનો અભ્યાસ કરવા માટે પ્રાયોગિક પરિસ્થિતિઓ તરીકે તેનો ઉપયોગ કર્યો.સમગ્ર ઇન વિટ્રો પ્રયોગમાં, માધ્યમ તરીકે ડીએમઇએમના સૌથી મહત્વપૂર્ણ કાર્યોમાંનું એક જરૂરી ઓસ્મોટિક સ્થિતિ સ્થાપિત કરવાનું છે, પરંતુ રાસાયણિક દૃષ્ટિકોણથી, તે 150 એમએમ NaCl જેવી કુલ આયનીય શક્તિ સાથેનું એક જટિલ મીઠું દ્રાવણ છે. .40 FBS માટે, તે બાયોમોલેક્યુલ્સનું એક જટિલ મિશ્રણ છે-મુખ્યત્વે પ્રોટીન-સપાટીના શોષણના દૃષ્ટિકોણથી, તે ગ્લુકોઝ અને ગ્લુટામાઇનના પ્રાયોગિક પરિણામો સાથે કેટલીક સમાનતા ધરાવે છે, રાસાયણિક રચના અને વિવિધતા હોવા છતાં, સેક્સ વધુ જટિલ છે.19 DLS અને UV- અનુક્રમે આકૃતિ 8 અને પૂરક આકૃતિ S5 માં દર્શાવેલ દૃશ્યમાન પરિણામો, આ સામગ્રીઓની રાસાયણિક રચનાની તપાસ કરીને અને તેમને અગાઉના વિભાગમાંના માપ સાથે સહસંબંધ કરીને સમજાવી શકાય છે.
આકૃતિ 8 વધતા કદ (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II અને 50 nm: AgNP-III) સાથે સાઇટ્રેટ-ટર્મિનેટેડ સિલ્વર નેનોપાર્ટિકલ્સ નમૂનાના ગતિશીલ પ્રકાશ સ્કેટરિંગ પરિણામોને સરેરાશ હાઇડ્રોડાયનેમિક વ્યાસ (Z એવરેજ) તરીકે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે. ) (જમણે) સેલ કલ્ચર ઘટકો ડીએમઈએમ અને એફબીએસની હાજરીમાં, ઝેટા સંભવિત (ડાબે) 24 કલાકની અંદર બદલાય છે.
DMEM માં વિવિધ કદના AgNPsનું મંદન કોલોઇડલ સ્થિરતા પર સમાન અસર કરે છે જે ઉચ્ચ NaCl સાંદ્રતાની હાજરીમાં જોવા મળે છે.50 v/v% DMEM માં AgNP ના વિક્ષેપ દર્શાવે છે કે ઝેટા સંભવિત અને Z-સરેરાશ મૂલ્યમાં વધારો અને SPR તીવ્રતામાં તીવ્ર ઘટાડો સાથે મોટા પાયે એકત્રીકરણ શોધી કાઢવામાં આવ્યું હતું.તે નોંધવું યોગ્ય છે કે 24 કલાક પછી DMEM દ્વારા પ્રેરિત મહત્તમ એકંદર કદ પ્રાઈમર નેનોપાર્ટિકલ્સના કદના વિપરિત પ્રમાણસર છે.
FBS અને AgNP વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ગ્લુકોઝ અને ગ્લુટામાઇન જેવા નાના પરમાણુઓની હાજરીમાં જોવા મળેલી સમાન છે, પરંતુ અસર વધુ મજબૂત છે.કણોની Z સરેરાશ અપ્રભાવિત રહે છે, જ્યારે ઝેટા સંભવિતમાં વધારો જોવા મળે છે.SPR શિખરે સહેજ લાલ શિફ્ટ દર્શાવ્યું હતું, પરંતુ કદાચ વધુ રસપ્રદ રીતે, SPR ની તીવ્રતા નિયંત્રણ માપનની જેમ નોંધપાત્ર રીતે ઘટી નથી.આ પરિણામો નેનોપાર્ટિકલ્સ (આકૃતિ 4 માં નીચેની પંક્તિ) ની સપાટી પર મેક્રોમોલેક્યુલ્સના જન્મજાત શોષણ દ્વારા સમજાવી શકાય છે, જે હવે શરીરમાં બાયોમોલેક્યુલર કોરોનાની રચના તરીકે સમજવામાં આવે છે.49