Nanopartikil ajan (AgNPs) yo konsidere kòm yon zouti potansyèlman itil pou kontwole divès kalite patojèn.Sepandan, gen enkyetid sou liberasyon AgNPs nan medya anviwònman an, paske yo ka jenere sante moun negatif ak efè ekolojik.Nan etid sa a, nou devlope ak evalye yon nouvo mikromèt-gwosè koloid ibrid mayetik (MHC) dekore ak AgNPs divès gwosè (AgNP-MHCs).Apre yo fin aplike pou dezenfeksyon, patikil sa yo ka fasilman refè nan medya anviwònman an lè l sèvi avèk pwopriyete mayetik yo epi yo rete efikas pou inaktive patojèn viral.Nou evalye efikasite AgNP-MHCs pou inaktive bakteriofaj ϕX174, murin norovirus (MNV), ak adenovirus serotip 2 (AdV2).Viris sib sa yo te ekspoze a AgNP-MHCs pou 1, 3, ak 6 èdtan nan 25 ° C ak Lè sa a, analize pa tès plak ak TaqMan PCR an tan reyèl.AgNP-MHC yo te ekspoze a yon pakèt nivo pH ak dlo tiyo ak sifas yo pou evalye efè antiviral yo nan diferan kondisyon anviwònman an.Pami twa kalite AgNP-MHC yo teste, Ag30-MHC yo montre pi gwo efikasite pou inaktive viris yo.ϕX174 ak MNV yo te redwi pa plis pase 2 log10 apre ekspoze a 4.6 × 109 Ag30-MHCs/ml pou 1 èdtan.Rezilta sa yo te endike ke AgNP-MHCs yo ta ka itilize pou inaktive patojèn viral ak chans minimòm pou lage potansyèl nan anviwònman an.

Avèk dènye pwogrè nan nanoteknoloji, nanopartikul yo te resevwa plis atansyon atravè lemond nan domèn bioteknoloji, medikaman, ak sante piblik (1,2).Akòz gwo rapò sifas-a-volim yo, materyèl nano-gwosè, tipikman sòti nan 10 a 500 nm, gen pwopriyete fizik-chimik inik konpare ak sa yo ki nan pi gwo materyèl (1).Fòm ak gwosè nanomateryèl yo ka kontwole, epi gwoup fonksyonèl espesifik yo ka konjige sou sifas yo pou pèmèt entèraksyon ak sèten pwoteyin oswa absorption intraselilè (3,–5).

Nanopartikil ajan (AgNPs) yo te lajman etidye kòm yon ajan antimikwòb (6).Silver yo itilize nan kreyasyon an nan kouver amann, pou dekorasyon, ak nan ajan terapetik.Konpoze ajan tankou sulfadyazine ajan ak sèten sèl yo te itilize kòm pwodwi swen blesi ak kòm tretman pou maladi enfeksyon akòz pwopriyete antimikwòb yo.6,7).Dènye etid yo te revele ke AgNP yo trè efikas pou inaktive divès kalite bakteri ak viris (8,–11).AgNP ak iyon Ag+ ki soti nan AgNP yo kominike dirèkteman ak biomolekil ki gen fosfò oswa souf, ki gen ladan ADN, RNA, ak pwoteyin (12,–14).Yo te montre tou yo jenere espès oksijèn reyaktif (ROS), sa ki lakòz domaj manbràn nan mikwo-òganis (15).Gwosè, fòm, ak konsantrasyon AgNP yo se faktè enpòtan tou ki afekte kapasite antimikwòb yo (8,10,13,16,17).

Etid anvan yo te tou mete aksan sou plizyè pwoblèm lè AgNP yo itilize pou kontwole patojèn nan yon anviwònman dlo.Premyèman, etid ki deja egziste sou efikasite AgNPs pou inaktive patojèn viral nan dlo yo limite.Anplis de sa, AgNP monodispèse yo anjeneral sijè a agrégation patikil-patikil akòz ti gwosè yo ak gwo sifas yo, ak total sa yo diminye efikasite AgNP kont patojèn mikwòb yo.7).Finalman, AgNP yo te montre yo gen plizyè efè sitotoksik (5,18,–20), ak liberasyon AgNPs nan yon anviwònman dlo ka lakòz sante moun ak pwoblèm ekolojik.

Dènyèman, nou devlope yon nouvo koloid ibrid mayetik gwosè mikromèt (MHC) dekore ak AgNPs nan divès gwosè (21,22).Nwayo MHC a ka itilize pou rekipere konpoze AgNP yo nan anviwònman an.Nou evalye efikasite antiviral nan nanopartikil ajan sa yo sou MHCs (AgNP-MHCs) lè l sèvi avèk bakteriofaj ϕX174, murin norovirus (MNV), ak adenovirus nan diferan kondisyon anviwònman an.

Efè antiviral AgNP-MHCs nan divès konsantrasyon kont bakteriofaj ϕX174 (a), MNV (b), ak AdV2 (c).Viris sib yo te trete ak diferan konsantrasyon AgNP-MHCs, ak OH-MHCs (4.6 × 109 patikil / ml) kòm yon kontwòl, nan yon enkibatè souke (150 rpm, 1 h, 25 ° C).Yo te itilize metòd tès plak la pou mezire viris ki siviv yo.Valè yo se vle di ± devyasyon estanda (SD) soti nan twa eksperyans endepandan.Asterisk endike valè siyifikativman diferan (P<0.05 pa yon sèl-fason ANOVA ak tès Dunnett).

Etid sa a te demontre ke AgNP-MHC yo efikas pou inaktive bakteriofaj ak MNV, yon ranplasan pou norovirus imen, nan dlo.Anplis de sa, AgNP-MHC yo ka fasilman refè ak yon leman, efektivman anpeche liberasyon AgNP potansyèlman toksik nan anviwònman an.Yon kantite etid anvan yo te montre ke konsantrasyon ak gwosè patikil AgNP yo se faktè kritik pou inaktive mikwo-òganis vize yo.8,16,17).Efè antimikwòb AgNP yo tou depann de kalite mikwo-òganis yo.Efikasite AgNP-MHCs pou inaktive ϕX174 te swiv yon relasyon dòz-repons.Pami AgNP-MHC yo teste, Ag30-MHCs te gen yon pi gwo efikasite pou inaktive ϕX174 ak MNV.Pou MNV, sèlman Ag30-MHC yo te montre aktivite antiviral, ak lòt AgNP-MHC yo pa jenere okenn inaktivasyon enpòtan nan MNV.Okenn nan AgNP-MHC yo pa te gen okenn aktivite antiviral enpòtan kont AdV2.

Anplis gwosè patikil, konsantrasyon an ajan nan AgNP-MHC yo te enpòtan tou.Konsantrasyon an ajan parèt pou detèmine efikasite efè antiviral AgNP-MHCs.Konsantrasyon an ajan nan solisyon Ag07-MHCs ak Ag30-MHCs nan 4.6 × 109 patikil / ml yo te 28.75 ppm ak 200 ppm, respektivman, ak Koehle ak nivo nan aktivite antiviral.Tablo 2rezime konsantrasyon ajan yo ak zòn sifas AgNP-MHC yo teste yo.Ag07-MHC yo te montre aktivite antiviral ki pi ba a epi yo te gen pi ba konsantrasyon an ajan ak zòn sifas yo, ki sijere ke pwopriyete sa yo gen rapò ak aktivite antiviral AgNP-MHCs.

Etid anvan nou an te endike ke pi gwo mekanis antimikwòb AgNP-MHC yo se abstrè chimik iyon Mg2 + oswa Ca2 + ki soti nan manbràn mikwòb, kreyasyon konplèks ak gwoup thiol ki sitiye nan manbràn yo, ak jenerasyon espès oksijèn reyaktif (ROS) (21).Paske AgNP-MHC yo gen yon gwosè patikil relativman gwo (~500 nm), li pa posib pou yo ka antre nan yon kapsid viral.Olye de sa, AgNP-MHC parèt yo kominike avèk pwoteyin sifas viral yo.AgNP sou konpoze yo gen tandans mare biomolekil ki gen gwoup thiol ki entegre nan pwoteyin rad viris yo.Se poutèt sa, pwopriyete yo byochimik nan pwoteyin kapsid viral yo enpòtan pou detèmine emotivite yo nan AgNP-MHCs.Figi 1montre sansiblite diferan nan viris yo nan efè AgNP-MHCs.Bakteriofaj ϕX174 ak MNV yo te sansib a AgNP-MHCs, men AdV2 te rezistan.Nivo rezistans segondè nan AdV2 gen anpil chans yo dwe asosye ak gwosè li yo ak estrikti.Adenoviris varye nan gwosè soti nan 70 a 100 nm (30), fè yo pi gwo pase ϕX174 (27 a 33 nm) ak MNV (28 a 35 nm) (31,32).Anplis de gwosè gwo yo, adenoviris yo gen doub ADN, kontrèman ak lòt viris, epi yo rezistan a divès kalite estrès anviwònman tankou chalè ak radyasyon UV.33,34).Etid anvan nou an te rapòte ke prèske yon rediksyon 3-log10 nan MS2 te fèt ak Ag30-MHCs nan 6 èdtan (21).MS2 ak ϕX174 gen menm gwosè ak diferan kalite asid nikleyik (RNA oswa ADN) men yo gen menm pousantaj inaktivasyon pa Ag30-MHCs.Se poutèt sa, nati asid nikleyik la pa parèt pi gwo faktè pou rezistans nan AgNP-MHCs.Olye de sa, gwosè ak fòm patikil viral parèt pi enpòtan, paske adenovirus se yon viris ki pi gwo.Ag30-MHC yo te reyalize prèske yon rediksyon 2-log10 nan M13 nan 6 èdtan (done nou pa pibliye).M13 se viris ADN yon sèl-brin (35) epi li se ∼880 nm nan longè ak 6.6 nm an dyamèt (36).Pousantaj nan inaktivasyon nan bakteriofaj filaman M13 la te entèmedyè ant sa yo ki nan ti, viris wonn estriktire (MNV, ϕX174, ak MS2) ak yon viris gwo (AdV2).

Nan etid aktyèl la, sinetik inaktivasyon MNV yo te siyifikativman diferan nan tès plak la ak tès RT-PCR la (Figi 2bepiandc).c).Yo konnen analiz molekilè tankou RT-PCR yo siyifikativman underestimate pousantaj inaktivasyon viris yo (25,28), jan yo te jwenn nan etid nou an.Paske AgNP-MHC yo kominike sitou ak sifas viral la, yo gen plis chans pou yo domaje pwoteyin rad viral olye ke asid nikleyik viral.Se poutèt sa, yon tès RT-PCR pou mezire asid nikleyik viral ka siyifikativman underestimate inaktivasyon viris yo.Efè Ag + iyon ak jenerasyon espès oksijèn reyaktif (ROS) ta dwe responsab pou inaktivasyon viris yo teste yo.Sepandan, anpil aspè nan mekanis antiviral AgNP-MHC yo toujou klè, ak plis rechèch ki itilize apwòch biotechnologique yo oblije elisider mekanis nan rezistans segondè nan AdV2.

Finalman, nou te evalye solidite aktivite antiviral Ag30-MHC yo lè nou te ekspoze yo nan yon pakèt valè pH ak nan tiyo ak echantiyon dlo sifas yo anvan yo mezire aktivite antiviral yo.Fig. 3epiak4).4).Ekspozisyon nan kondisyon pH ekstrèmman ba lakòz pèt fizik ak/oswa fonksyonèl AgNP nan MHC (done ki pa pibliye).Nan prezans patikil ki pa espesifik, Ag30-MHC yo toujou montre aktivite antiviral, malgre yon bès nan aktivite antiviral kont MS2.Aktivite antiviral la te pi ba nan dlo sifas ki pa filtre, kòm yon entèraksyon ant Ag30-MHCs ak patikil ki pa espesifik nan dlo sifas ki trè twoub pwobableman te lakòz yon rediksyon nan aktivite antiviral.Tablo 3).Se poutèt sa, evalyasyon jaden AgNP-MHC yo nan divès kalite dlo (egzanp, ak konsantrasyon sèl diferan oswa asid humic) ta dwe fèt nan lavni.

An konklizyon, nouvo konpoze Ag yo, AgNP-MHCs, gen ekselan kapasite antiviral kont plizyè viris, ki gen ladan ϕX174 ak MNV.AgNP-MHC yo kenbe efikasite solid nan diferan kondisyon anviwònman an, ak patikil sa yo ka fasilman refè lè l sèvi avèk yon leman, kidonk diminye efè potansyèl danjere yo sou sante moun ak anviwònman an.Etid sa a te montre ke AgNP konpoze an kapab yon antiviral efikas nan divès anviwònman anviwònman, san risk ekolojik enpòtan.