Javascript одоогоор таны хөтөч дээр идэвхгүй байна.Javascript идэвхгүй болсон үед энэ вэб сайтын зарим функц ажиллахгүй.
Та өөрийн дэлгэрэнгүй мэдээлэл, сонирхож буй эмийг бүртгүүлээрэй, бид таны өгсөн мэдээллийг манай өргөн хүрээний мэдээллийн санд байгаа нийтлэлүүдтэй тааруулж, PDF хуулбарыг имэйлээр цаг тухайд нь илгээх болно.
Жижиг нано бөөмс үргэлж сайн байдаг уу?Биологийн хамааралтай нөхцлөөр мөнгөн нано бөөмсийн хэмжээнээс хамаарах агрегацын биологийн үр нөлөөг ойлгох
Зохиогчид: Белтеки П, Ронавари А, Закупсски Д, Бока Е, Игаз Н, Шеренчес Б, Пфайффер I, Вагвөлгий С, Киричси М, Конья З
Петер Белтеки,1,* Андреа Ронавари,1,* Далма Закупски,1 Эстер Бока,1 Нора Игаз,2 Беттина Серенчес,3 Илона Пфайффер, 3 Цаба Вагвёлги, 3 Байгаль орчны хими, Унгарын шинжлэх ухааны эрдэмтэн Моника Киричси, , Сегедийн их сургууль;2 Унгар улсын Сегедийн их сургуулийн Шинжлэх ухаан, мэдээллийн факультетийн биохими, молекул биологийн тэнхим;3 Унгар улсын Сегедийн их сургуулийн Шинжлэх ухаан, мэдээллийн факультетийн Микробиологийн тэнхим;4MTA-SZTE урвалын кинетик ба гадаргын химийн судалгааны групп, Сегед, Унгар* Эдгээр зохиогчид энэ ажилд адилхан хувь нэмэр оруулсан.Харилцаа холбоо: Золтан Конья Сегедийн их сургуулийн Шинжлэх ухаан, мэдээлэл зүйн факультетийн Хэрэглээний болон хүрээлэн буй орчны химийн тэнхим, Реррих талбай 1, Сегед, H-6720, Унгар Утас +36 62 544620 Имэйл [И-мэйл хамгаалалт] Зорилго: Мөнгөний нано хэсгүүд Биологийн анагаах ухаанд ашигладаг тул хамгийн их судлагдсан наноматериалуудын нэг юм.Гэсэн хэдий ч нано бөөмсийг нэгтгэдэг тул тэдгээрийн маш сайн цитотоксик чанар, бактерийн эсрэг үйл ажиллагаа нь биологийн орчинд ихэвчлэн алдагддаг.Энэхүү ажилд дунджаар 10, 20, 50 нм диаметр бүхий цитрат төгсгөлтэй мөнгөн нано бөөмийн гурван өөр дээжийн агрегацын төлөв байдал болон холбогдох биологийн идэвхийг судалсан.Арга: Дамжуулах электрон микроскоп ашиглан нано бөөмсийг нийлэгжүүлэх, шинж чанарыг нь тодорхойлох, тэдгээрийн рН-ийн янз бүрийн утга, NaCl, глюкоз, глютамины концентрацид нэгтгэх үйлдлийг динамик гэрлийн тархалт, хэт ягаан туяанд харагдах спектроскопоор үнэлэх.Нэмж дурдахад Dulbecco зэрэг эсийн өсгөвөрийн тэжээллэг бодисууд нь бүргэдийн дунд болон ургийн тугалын ийлдэс дэх нэгтгэх үйл ажиллагааг сайжруулдаг.Үр дүн: Хүчиллэг рН ба физиологийн электролитийн агууламж ерөнхийдөө микроны хэмжээний бөөгнөрөлийг өдөөдөг бөгөөд энэ нь биомолекулын титэм үүсэх замаар явагддаг болохыг үр дүн харуулж байна.Том хэсгүүд нь жижиг хэсгүүдээс илүү гадны нөлөөнд тэсвэртэй байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.In vitro цитотоксик ба бактерийн эсрэг шинжилгээг нано бөөмсийн агрегатууд бүхий эсийг нэгтгэх янз бүрийн үе шатанд эмчилсэн.Дүгнэлт: Бидний үр дүн нь коллоид тогтвортой байдал ба AgNP-ийн хоруу чанар хоёрын хооронд гүнзгий хамаарал байгааг харуулж байна, учир нь хэт бөөгнөрөл нь биологийн идэвхийг бүрэн алдахад хүргэдэг.Том хэмжээтэй хэсгүүдийн эсрэг бөөгнөрөл их байх нь in vitro хоруу чанарт ихээхэн нөлөөлдөг, учир нь ийм дээжүүд нь нянгийн эсрэг болон хөхтөн амьтдын эсийн үйл ажиллагааг илүү хадгалдаг.Эдгээр олдворууд нь холбогдох ном зохиолын ерөнхий санал бодлыг үл харгалзан хамгийн жижиг нано бөөмсийг онилгох нь хамгийн сайн арга биш байж магадгүй гэсэн дүгнэлтэд хүргэж байна.Түлхүүр үг: үрээр дамжсан өсөлт, коллоид тогтворжилт, хэмжээнээс хамаарсан агрегацын төлөв байдал, агрегацын гэмтлийн хоруу чанар
Наноматериалын эрэлт, гарц нэмэгдэхийн хэрээр тэдгээрийн биоаюулгүй байдал буюу биологийн идэвхжилд илүү их анхаарал хандуулж байна.Мөнгөний нано хэсгүүд (AgNPs) нь маш сайн катализатор, оптик, биологийн шинж чанартай тул энэ ангийн хамгийн түгээмэл нийлэгжсэн, судалж, ашигладаг төлөөлөгчдийн нэг юм.1 Наноматериалуудын (AgNP-г оруулаад) өвөрмөц шинж чанарыг голчлон тэдгээрийн том талбайтай холбоотой гэж ерөнхийд нь үздэг.Иймээс зайлшгүй асуудал бол бөөмийн хэмжээ, гадаргуугийн бүрэх эсвэл бөөгнөрөл зэрэг энэ гол шинж чанарт нөлөөлөх аливаа процесс нь тодорхой хэрэглээнд чухал ач холбогдолтой нано бөөмсийн шинж чанарыг ноцтойгоор гэмтээж чадах эсэх нь зайлшгүй асуудал юм.
Бөөмийн хэмжээ болон тогтворжуулагчийн нөлөө нь уран зохиолд харьцангуй сайн бичигдсэн сэдэв юм.Жишээлбэл, нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн үзэл баримтлал бол жижиг нано хэсгүүд нь том нано хэсгүүдээс илүү хортой байдаг.2 Ерөнхий ном зохиолтой нийцүүлэн бидний өмнөх судалгаанууд хөхтөн амьтдын эс болон бичил биетний хэмжээнээс хамааралтай нано мөнгөний үйл ажиллагааг харуулсан.3-5 Гадаргуугийн бүрэх нь наноматериалын шинж чанарт өргөн нөлөө үзүүлдэг өөр нэг шинж чанар юм.Гадаргуу дээр тогтворжуулагчийг нэмж эсвэл өөрчилснөөр ижил наноматериал нь огт өөр физик, хими, биологийн шинж чанартай байж болно.Битүүмжлэх бодисыг ихэвчлэн нано бөөмсийн синтезийн нэг хэсэг болгон гүйцэтгэдэг.Жишээлбэл, цитратаар төгсгөлтэй мөнгөний нано бөөмс нь судалгааны хамгийн чухал AgNP-ийн нэг бөгөөд тэдгээрийг тогтворжуулагчийн сонгосон уусмал дахь мөнгөний давсыг урвалын орчин болгон бууруулж нийлэгжүүлдэг.6 Цитрат нь хямд өртөгтэй, хүртээмжтэй, биологийн нийцтэй байдал, мөнгөнд хүчтэй хамаарал зэргийг хялбархан ашиглаж чаддаг бөгөөд энэ нь гадаргуугийн урвуу шингээлтээс ионы харилцан үйлчлэл хүртэл санал болгож буй янз бүрийн харилцан үйлчлэлд тусгагдсан байдаг.Цитрат, полимер, полиэлектролит, биологийн бодис зэрэг 7,8-ийн ойролцоох жижиг молекулууд болон полиатом ионуудыг нано-мөнгө тогтворжуулах, үүн дээр өвөрмөц функциональжуулалт хийхэд ихэвчлэн ашигладаг.9-12
Гадаргууг зориудаар битүүмжлэх замаар нано бөөмсийн идэвхийг өөрчлөх боломж нь маш сонирхолтой талбар боловч энэхүү гадаргууг бүрэх гол үүрэг нь маш бага бөгөөд нано бөөмсийн системийн коллоид тогтвортой байдлыг хангадаг.Наноматериалын гадаргуугийн том талбай нь их хэмжээний гадаргуугийн энергийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь системийн термодинамик чадварыг хамгийн бага энергидээ хүрэхэд саад болдог.13 Зөв тогтворжуулахгүй бол энэ нь наноматериал бөөгнөрөлд хүргэдэг.Агрегация гэдэг нь сарнисан хэсгүүд хоорондоо уулзаж, одоогийн термодинамикийн харилцан үйлчлэл нь бөөмсүүд бие биедээ наалдсан үед үүсдэг янз бүрийн хэлбэр, хэмжээтэй бөөмсийн агрегатууд үүсэхийг хэлнэ.Тиймээс тогтворжуулагчийг бөөмсийн хооронд хангалттай их түлхэх хүчийг нэвтрүүлж, тэдгээрийн термодинамик таталцлыг эсэргүүцэх замаар нэгтгэхээс урьдчилан сэргийлэх зорилгоор ашигладаг.14
Хэдийгээр бөөмийн хэмжээ, гадаргуугийн хамрах хүрээг нано бөөмсөөр өдөөгдсөн биологийн үйл ажиллагааны зохицуулалтын хүрээнд сайтар судалсан боловч бөөмийн нэгдэл нь үл тоомсорлодог талбар юм.Биологийн хамааралтай нөхцөлд нано бөөмсийн коллоид тогтвортой байдлыг шийдэх нарийн судалгаа бараг байдаггүй.10,15-17 Нэмж дурдахад, энэ нь цусны судасны тромбоз, эсвэл түүний хоруу чанар гэх мэт хүссэн шинж чанараа алдах зэрэг сөрөг үр дагаварт хүргэж болзошгүй байсан ч бөөгнөрөлтэй холбоотой хоруу чанарыг судалж үзсэн тохиолдолд онцгой ховор тохиолддог. Зураг 1.18, 19-д үзүүлэв.Үнэн хэрэгтээ мөнгөний нано бөөмийн эсэргүүцлийн цөөн хэдэн механизмын нэг нь бөөгнөрөлтэй холбоотой байдаг, учир нь зарим E. coli болон Pseudomonas aeruginosa омгууд нь флагеллин, флагеллин уургийг илэрхийлэх замаар нано мөнгөний мэдрэмжийг бууруулдаг гэж мэдээлсэн байдаг.Энэ нь мөнгөтэй өндөр хамааралтай тул бөөгнөрөлийг өдөөдөг.20
Мөнгөний нано бөөмсийн хоруу чанартай холбоотой хэд хэдэн өөр өөр механизм байдаг бөгөөд нэгтгэх нь эдгээр бүх механизмд нөлөөлдөг.Заримдаа "Трояны морь" механизм гэж нэрлэгддэг AgNP-ийн биологийн идэвхжилийн хамгийн их яригддаг арга нь AgNP-ийг Ag+ тээгч гэж үздэг.1,21 Трояны морины механизм нь орон нутгийн Ag+ концентрацийг их хэмжээгээр нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь ROS болон мембраны деполяризаци үүсэхэд хүргэдэг.22-24 Нэгтгэл нь Ag+ ялгарахад нөлөөлж, улмаар хоруу чанарт нөлөөлдөг, учир нь энэ нь мөнгөний ионууд исэлдэж, уусдаг идэвхтэй идэвхтэй гадаргууг бууруулдаг.Гэсэн хэдий ч AgNPs нь зөвхөн ион ялгарах замаар хоруу чанар үзүүлэхгүй.Хэмжээ, морфологитой холбоотой олон харилцан үйлчлэлийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.Тэдгээрийн дотроос нано бөөмийн гадаргуугийн хэмжээ, хэлбэр нь тодорхойлох шинж чанар юм.4,25 Эдгээр механизмын цуглуулгыг "өдөгдөх хордлогын механизм" гэж ангилж болно.Органеллуудыг гэмтээж, эсийн үхэлд хүргэдэг митохондрийн болон гадаргуугийн мембраны олон урвалууд байдаг.25-27 Дүүргэгч үүсэх нь амьд системээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн мөнгө агуулсан объектын хэмжээ, хэлбэрт байгалийн жамаар нөлөөлдөг тул эдгээр харилцан үйлчлэлд мөн нөлөөлж болно.
Мөнгөний нано бөөмсийг нэгтгэх тухай өмнөх нийтлэлдээ бид энэ асуудлыг судлахын тулд химийн болон in vitro биологийн туршилтуудаас бүрдсэн үр дүнтэй скрининг хийх аргыг харуулсан.19 Динамик гэрлийн сарнилт (DLS) нь эдгээр төрлийн үзлэгт илүү тохиромжтой арга юм, учир нь материал нь бөөмсийн хэмжээтэй дүйцэхүйц долгионы уртаар фотоныг тарааж чаддаг.Шингэн орчин дахь бөөмсийн броуны хөдөлгөөний хурд нь хэмжээтэй холбоотой байдаг тул тархсан гэрлийн эрчмийн өөрчлөлтийг шингэний дээжийн дундаж гидродинамик диаметрийг (Z-дундаж) тодорхойлоход ашиглаж болно.28 Түүнчлэн дээжинд хүчдэл өгснөөр нано бөөмийн зета потенциалыг (ζ потенциал) Z дундаж утгатай адил хэмжиж болно.13,28 Хэрэв зета потенциалын үнэмлэхүй утга хангалттай өндөр байвал (ерөнхий удирдамжийн дагуу> ±30 мВ) бөөмсийн хооронд хүчтэй цахилгаан түлхэлт үүсгэнэ.Гадаргуугийн плазмоны резонансын шинж чанар (SPR) нь үнэт металлын нано хэсгүүдэд (гол төлөв Au ба Ag) хамаарах өвөрмөц оптик үзэгдэл юм.29​ Эдгээр материалын электрон хэлбэлзэл (гадаргуугийн плазмонууд) дээр үндэслэн бөмбөрцөг хэлбэрийн AgNP нь 400 нм орчим хэт ягаан туяаны шингээлтийн оргилтой байдаг нь мэдэгдэж байна.30 Бөөмийн эрчим ба долгионы уртын шилжилтийг DLS-ийн үр дүнг нөхөхөд ашигладаг, учир нь энэ аргыг ашиглан биомолекулуудын нано бөөмийн нэгдэл болон гадаргуугийн шингээлтийг илрүүлэх боломжтой.
Хүлээн авсан мэдээлэлд үндэслэн эсийн амьдрах чадвар (MTT) болон бактерийн эсрэг шинжилгээг нано бөөмийн концентраци (хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг хүчин зүйл) биш харин AgNP-ийн хоруу чанарыг нэгтгэх түвшний функц гэж тодорхойлсон байдлаар гүйцэтгэдэг.Энэхүү өвөрмөц арга нь биологийн идэвхжил дэх агрегацын түвшний гүн гүнзгий ач холбогдлыг харуулах боломжийг олгодог, учир нь жишээлбэл, цитратаар төгсдөг AgNP нь агрегацын улмаас хэдхэн цагийн дотор биологийн идэвхээ бүрэн алддаг.19
Одоогийн ажлын хүрээнд бид нано бөөмсийн хэмжээ нь нано бөөмийн нэгдэлд үзүүлэх нөлөөг судлах замаар био-холбоотой коллоидуудын тогтвортой байдал, тэдгээрийн биологийн идэвхжилд үзүүлэх нөлөөлөлд оруулсан хувь нэмрийг ихээхэн өргөжүүлэхийг зорьж байна.Энэ нь нано бөөмсийн судалгааны нэг нь эргэлзээгүй.Илүү өндөр түвшний хэтийн төлөв ба 31 Энэ асуудлыг судлахын тулд гурван өөр хэмжээтэй (10, 20, 50 нм) цитратаар төгсгөлтэй AgNPs үйлдвэрлэхэд үрээр зуучлах ургалтын аргыг ашигласан.6,32 нь хамгийн түгээмэл аргуудын нэг юм.Эмнэлгийн хэрэглээнд өргөн, тогтмол хэрэглэгддэг наноматериалуудын хувьд нано мөнгөний бөөгнөрөлтэй холбоотой биологийн шинж чанаруудын хэмжээнээс хамаарах хамаарлыг судлахын тулд өөр өөр хэмжээтэй цитратаар төгсгөлтэй AgNP-ийг сонгосон.Янз бүрийн хэмжээтэй AgNP-ийг нэгтгэсний дараа бид үйлдвэрлэсэн дээжийг дамжуулагч электрон микроскопоор (TEM) тодорхойлж, дараа нь дээр дурдсан скринингийн аргыг ашиглан бөөмсийг шалгасан.Нэмж дурдахад Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) болон Fetal Bovine Serum (FBS) зэрэг in vitro эсийн өсгөвөр байгаа үед хэмжээнээс хамааралтай нэгтгэх үйл явц, түүний зан төлөвийг янз бүрийн рН-ийн утга, NaCl, глюкоз, глютамины концентрацид үнэлэв.Цитотоксик шинж чанарыг цогц нөхцөлд тодорхойлно.Шинжлэх ухааны зөвшилцөл нь ерөнхийдөө жижиг хэсгүүдийг илүүд үздэг болохыг харуулж байна;Бидний мөрдөн байцаалтын явцад ийм зүйл байгаа эсэхийг тодорхойлох химийн болон биологийн платформ бий болсон.
Янз бүрийн хэмжээтэй гурван мөнгөн нано бөөмсийг Ван болон бусад хүмүүсийн санал болгосон үрээр ургуулах аргаар бага зэрэг тохируулан бэлтгэсэн.6 Энэ арга нь мөнгөний эх үүсвэр болох мөнгөний нитрат (AgNO3), бууруулагч бодисоор натрийн боргидрид (NaBH4), тогтворжуулагчаар натрийн цитратыг ашиглан химийн аргаар ангижруулах аргад суурилдаг.Эхлээд натрийн цитрат дигидратаас (Na3C6H5O7 x 2H2O) 75 мл 9 мМ цитрат усан уусмал бэлтгэж, 70°С хүртэл халаана.Дараа нь урвалын орчинд 2 мл 1% W/v AgNO3 уусмал нэмж, дараа нь шинэхэн бэлтгэсэн натрийн боргидридын уусмалыг (2 мл 0.1% жинтэй) хольц руу дуслаар хийнэ.Үүссэн шар хүрэн суспензийг 70 градусын температурт 1 цагийн турш хүчтэй хутгаж, дараа нь тасалгааны температурт хөргөнө.Үүссэн дээжийг (одооноос эхлэн AgNP-I гэж нэрлэнэ) дараагийн синтезийн үе шатанд үрээр дамжих өсөлтийн үндэс болгон ашигладаг.
Дунд зэргийн хэмжээтэй бөөмийн суспензийг (AgNP-II гэж тэмдэглэсэн) нийлэгжүүлэхийн тулд 90 мл 7.6 мМ цитрат уусмалыг 80 градус хүртэл халааж, 10 мл AgNP-I-тэй хольж, дараа нь 2 мл 1% в/в AgNO3 уусмалыг холино. Хүчтэй механик хутгах дор 1 цагийн турш байлгасны дараа дээжийг тасалгааны температурт хөргөнө.
Хамгийн том ширхэгийн (AgNP-III) хувьд ижил өсөлтийн процессыг давтан хийнэ, гэхдээ энэ тохиолдолд үрийн суспенз болгон 10 мл AgNP-II хэрэглэнэ.Дээж тасалгааны температурт хүрсний дараа тэдгээр нь AgNO3-ийн нийт агууламжаас хамаарч нэрлэсэн Ag концентрацийг 40°С-т нэмэлт уусгагч нэмж эсвэл ууршуулах замаар 150 ppm болгож тохируулж, эцэст нь 4°С-д цаашид ашиглах хүртэл хадгална.
FEI Tecnai G2 20 X-Twin Transmission Electron Microscope (TEM) (FEI Corporate Headquarters, Hillsboro, Oregon, USA) 200 кВ хурдатгалын хүчдэлтэй нано бөөмсийн морфологийн шинж чанарыг судалж, тэдгээрийн электрон дифракцийн (ED) загварыг авахын тулд ашиглана уу.Наад зах нь 15 төлөөлөх дүрсийг (~750 ширхэг) ImageJ програм хангамжийн багцыг ашиглан үнэлж, үр дүнгийн гистограммуудыг (мөн судалгааны бүх график) OriginPro 2018 (OriginLab, Northampton, MA, USA) 33, 34-д үүсгэсэн.
Эхний коллоид шинж чанарыг харуулахын тулд дээжийн дундаж гидродинамик диаметр (Z-дундаж), зета потенциал (ζ-потенциал) болон гадаргуугийн плазмоны резонансын (SPR) хэмжсэн.Дээжний дундаж гидродинамик диаметр болон zeta потенциалыг Malvern Zetasizer Nano ZS хэрэглүүрээр (Malvern Instruments, Malvern, UK) 37±0.1°C температурт нэг удаагийн атираат капилляр эсийг ашиглан хэмжсэн.Ocean Optics 355 DH-2000-BAL UV-Vis спектрофотометрийг (Halma PLC, Largo, FL, АНУ) 250-800 нм-ийн хүрээн дэх дээжийн UV-Vis шингээлтийн спектрээс SPR шинж чанарыг олж авахад ашигласан.
Туршилтын туршид коллоид тогтворжилттой холбоотой гурван өөр хэмжилтийг нэгэн зэрэг хийсэн.DLS-ийг ашиглан бөөмсийн дундаж гидродинамик диаметр (Z дундаж) ба зета потенциал (ζ потенциал)-ыг хэмжинэ, учир нь Z дундаж нь нано бөөмийн агрегатуудын дундаж хэмжээтэй хамааралтай бөгөөд zeta потенциал нь систем дэх электростатик түлхэлт байгаа эсэхийг харуулдаг. нано бөөмс хоорондын Ван дер Ваалсын таталцлыг нөхөх хангалттай хүчтэй.Хэмжилтийг 3 дахин хийх ба Z дундаж болон zeta потенциалын стандарт хазайлтыг Zetasizer программ хангамжаар тооцдог.Бөөмийн онцлог шинж чанарын SPR спектрийг UV-Vis спектроскопоор үнэлдэг, учир нь оргил эрчим ба долгионы уртын өөрчлөлт нь бөөгнөрөл болон гадаргуугийн харилцан үйлчлэлийг илтгэдэг.29,35 Үнэн хэрэгтээ үнэт металлын гадаргуугийн плазмоны резонанс нь маш их нөлөөтэй тул биомолекулын шинжилгээний шинэ аргуудыг бий болгосон.29,36,37 Туршилтын хольц дахь AgNP-ийн концентраци нь ойролцоогоор 10 ppm бөгөөд SPR-ийн анхны хамгийн их шингээлтийн эрчмийг 1 болгож тохируулах зорилготой. Туршилтыг цаг хугацаанаас хамаарсан аргаар 0-д хийсэн;1.5;3;6;Биологийн хамааралтай янз бүрийн нөхцөлд 12 ба 24 цаг.Туршилтын талаархи дэлгэрэнгүй мэдээллийг бидний өмнөх ажлаас харж болно.19 Товчхондоо рН-ийн янз бүрийн утга (3; 5; 7.2 ба 9), өөр өөр натрийн хлорид (10 мМ; 50 мм; 150 мм), глюкоз (3.9 мм; 6.7 мм), глютамин (4 мм) концентраци, ба Мөн Dulbecco-ийн Хувиргасан бүргэд дунд (DMEM) болон ургийн үхрийн ийлдэс (FBS) (ус болон DMEM-д) загвар систем болгон бэлтгэж, тэдгээрийн нийлэгжүүлсэн мөнгөний нано хэсгүүдийн нэгтгэх үйл ажиллагаанд үзүүлэх нөлөөг судалжээ.рН NaCl, глюкоз, глютамины утгыг физиологийн концентрацид үндэслэн үнэлдэг бол DMEM болон FBS-ийн хэмжээ нь in vitro туршилтанд ашигласан түвшинтэй ижил байна.38-42 Бүх хэмжилтийг рН 7.2 ба 37°C хэмд 10 мМ NaCl-ийн тогтмол суурь давсны концентрацитай хийж гүйцэтгэсэн бөгөөд алсын зайн бөөмийн харилцан үйлчлэлийг арилгах болно (рН ба NaCl-тэй холбоотой зарим туршилтаас бусад тохиолдолд эдгээр шинж чанарууд нь доорх хувьсагч юм. судлах).28 Төрөл бүрийн нөхцлийн жагсаалтыг 1-р хүснэгтэд нэгтгэн үзүүлэв. †-ээр тэмдэглэсэн туршилтыг лавлагаа болгон ашигласан бөгөөд 10 мМ NaCl ба рН 7.2 агуулсан дээжтэй тохирч байна.
Хүний түрүү булчирхайн хорт хавдрын эсийн шугам (DU145) болон хүний ​​мөнхөрсөн кератиноцитуудыг (HaCaT) ATCC (Манасас, VA, АНУ)-аас авсан.4.5 г/л глюкоз (Сигма-Алдрих, Сент-Луис, МО, АНУ) агуулсан, 10% FBS, 2 мМ L-глютамин, 0.01% стрептомицин, 0.005% агуулсан Дулбеккогийн хамгийн бага чухал тэжээллэг бүргэд (DMEM)-д эсүүдийг тогтмол өсгөвөрлөнө. Пенициллин (Сигма-Алдрих, Сент Луис, Миссури, АНУ).Эсийг 5% CO2, 95% чийгшил дор 37°С инкубаторт өсгөвөрлөнө.
Бөөмийн бөөгнөрөлөөс үүссэн AgNP-ийн цитотоксик байдлын өөрчлөлтийг цаг хугацаанаас хамааруулан судлахын тулд хоёр үе шаттай MTT шинжилгээг хийсэн.Нэгдүгээрт, AgNP-I, AgNP-II, AgNP-III-тай эмчилгээ хийсний дараа хоёр төрлийн эсийн амьдрах чадварыг хэмжсэн.Үүний тулд хоёр төрлийн эсийг 10,000 эс/худаг нягттай 96 цооногийн ялтсуудад суулгаж, хоёр дахь өдөр нь ихэссэн концентрацитай гурван өөр хэмжээтэй мөнгөн нано бөөмсөөр боловсруулав.24 цагийн эмчилгээ хийсний дараа эсүүдийг PBS-ээр угааж, өсгөвөрлөх орчинд 0.5 мг/мл MTT урвалжаар (SERVA, Heidelberg, Герман) 37°С-т 1 цагийн турш шингэлнэ.Формазаны талстуудыг DMSO (Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, USA) -д уусгаж, шингээлтийг Synergy HTX хавтан уншигч (BioTek-Ungary, Будапешт, Унгар) ашиглан 570 нм-д хэмжсэн.Боловсруулаагүй хяналтын дээжийн шингээлтийн үнэ цэнийг 100% амьд үлдэх хувь гэж үзнэ.Дөрвөн бие даасан биологийн хуулбарыг ашиглан дор хаяж 3 туршилт хийнэ.IC50-ийг амьдрах чадварын үр дүнд үндэслэн тунгийн хариу урвалын муруйгаар тооцдог.
Дараа нь, хоёр дахь шатанд, эсийн боловсруулалт хийхийн өмнө бөөмсийг 150 мМ NaCl-тэй өөр өөр хугацаанд (0, 1.5, 3, 6, 12, 24 цаг) өсгөвөрлөж, мөнгөн нано бөөмсийг нэгтгэх янз бүрийн төлөвийг бий болгосон.Дараа нь бөөмийн бөөгнөрөлд өртсөн эсийн амьдрах чадварын өөрчлөлтийг үнэлэхийн тулд өмнө нь тайлбарласны адил ижил MTT шинжилгээг хийсэн.GraphPad Prism 7-г ашиглан эцсийн үр дүнг үнэлж, туршилтын статистик ач холбогдлыг хосгүй t-тестээр тооцож, түвшинг нь * (p ≤ 0.05), ** (p ≤ 0.01), *** (p ≤ 0.001) гэж тэмдэглэнэ үү. ) Мөн **** (p ≤ 0.0001).
Cryptococcus neoformans IFM 5844 (IFM; Чибагийн Их Сургуулийн Эмгэг төрүүлэгч мөөгөнцөр ба бичил биетний хор судлалын судалгааны төв) болон Bacillus me6MCZ1-д нянгийн эсрэг мэдрэмтгий байдалд гурван өөр хэмжээтэй мөнгөн нано хэсгүүдийг (AgNP-I, AgNP-II ба AgNP-III) ашигласан. (SZMC: Szeged Microbiology Collection) болон E. coli SZMC 0582 RPMI 1640 орчинд (Sigma-Aldrich Co.).Бөөмүүдийн бөөгнөрөлөөс үүссэн бактерийн эсрэг үйл ажиллагааны өөрчлөлтийг үнэлэхийн тулд эхлээд 96 цооногийн микротитр хавтан дахь бичил шингэрүүлэх замаар тэдгээрийн дарангуйлах хамгийн бага концентрацийг (MIC) тодорхойлсон.Стандартчилсан эсийн суспензийг 50 мкл (RPMI 1640 орчинд 5 × 104 эс/мл) дээр 50 мкл мөнгөн нано бөөмийн суспенз нэмээд дараалсан концентрацийг хоёр дахин их хэмжээгээр шингэлнэ (дээр дурдсан орчинд 0 ба 75 ppm байна, өөрөөр хэлбэл, хяналтын дээж нь 50 мкл эсийн суспенз ба 50 мкл нано бөөмсгүй орчин агуулна).Үүний дараа хавтанг 30°С-т 48 цагийн турш өсгөвөрлөж, өсгөврийн оптик нягтыг SPECTROstar Nano хавтан уншигч (BMG LabTech, Оффенбург, Герман) ашиглан 620 нм-д хэмжсэн.Туршилтыг гурван удаа гурван удаа хийсэн.
Энэ үед 50 мкл дан нано бөөмийн дээжийг ашигласанаас бусад тохиолдолд дээр дурдсан омгууд дээрх нянгийн эсрэг үйл ажиллагаанд нэгтгэх нөлөөг шалгахын тулд өмнө тайлбарласантай ижил процедурыг ашигласан.Мөнгөний нано бөөмсийг эсийн боловсруулалтын өмнө өөр өөр хугацаанд (0, 1.5, 3, 6, 12, 24 цаг) 150 мМ NaCl-ээр инкубацид оруулснаар мөнгөн нано бөөмсийг нэгтгэх янз бүрийн төлөвийг гаргаж авдаг.Өсөлтийг хянахын тулд 50 мкл RPMI 1640 тэжээл агуулсан суспензийг ашигласан бол хоруу чанарыг хянахын тулд нэгтгэгдээгүй нано бөөмс бүхий суспензийг ашигласан.Туршилтыг гурван удаа гурван удаа хийсэн.MTT шинжилгээтэй ижил статистик шинжилгээг ашиглан эцсийн үр дүнг дахин үнэлэхийн тулд GraphPad Prism 7-г ашиглана уу.
Хамгийн жижиг хэсгүүдийн (AgNP-I) нэгтгэх түвшинг тодорхойлсон бөгөөд үр дүнг бидний өмнөх ажилд хэсэгчлэн нийтэлсэн боловч илүү сайн харьцуулахын тулд бүх хэсгүүдийг сайтар шалгасан.Туршилтын өгөгдлийг цуглуулж, дараах хэсгүүдэд хэлэлцэнэ.AgNP-ийн гурван хэмжээ.19
TEM, UV-Vis болон DLS-ийн хийсэн хэмжилтүүд нь бүх AgNP дээжийн амжилттай синтезийг баталгаажуулсан (Зураг 2A-D).Зураг 2-ын эхний эгнээний дагуу хамгийн жижиг бөөмс (AgNP-I) нь дунджаар 10 нм диаметртэй жигд бөмбөрцөг хэлбэрийн морфологийг харуулж байна.Үрээр ургуулах арга нь AgNP-II болон AgNP-III-ийг өөр өөр хэмжээтэй, ойролцоогоор 20 нм ба 50 нм хэмжээтэй бөөмийн дундаж диаметртэй болгодог.Бөөмийн тархалтын стандарт хазайлтын дагуу гурван дээжийн хэмжээ давхцдаггүй бөгөөд энэ нь тэдгээрийн харьцуулсан шинжилгээнд чухал ач холбогдолтой юм.TEM-д суурилсан бөөмийн 2D проекцуудын дундаж харьцаа болон нимгэн байдлын харьцааг харьцуулж үзвэл бөөмсийн бөмбөрцөг байдлыг ImageJ-ийн хэлбэрийн шүүлтүүрийн залгуураар үнэлнэ (Зураг 2E).43 Бөөмийн хэлбэрийн шинжилгээнээс үзэхэд тэдгээрийн харьцаа (хамгийн жижиг тэгш өнцөгтийн том тал/богино тал) нь бөөмийн өсөлтөд нөлөөлдөггүй бөгөөд тэдгээрийн нимгэн харьцаа (харгалзах төгс тойрог / онолын талбайн хэмжсэн талбай) ) аажмаар буурдаг.Үүний үр дүнд онолын хувьд төгс дугуй хэлбэртэй, 1-ийн нимгэн харьцаатай тэнцэх олон талт тоосонцор улам олон болж байна.
Зураг 2 Дамжуулах электрон микроскоп (TEM) зураг (A), электрон дифракцийн (ED) загвар (B), хэмжээ тархалтын гистограмм (C), шинж чанар нь хэт ягаан туяанд харагдах (UV-Vis) гэрлийн шингээлтийн спектр (D), дундаж шингэн Цитрат -механик диаметр (Z-дундаж), зета потенциал, харьцаа ба зузаанын харьцаа (E) бүхий төгсгөлтэй мөнгөн нано хэсгүүд нь гурван өөр хэмжээтэй байна: AgNP-I нь 10 нм (дээд эгнээ), AgNP -II нь 20 нм (дунд эгнээ) ), AgNP-III (доод эгнээ) нь 50 нм байна.
Хэдийгээр өсөлтийн аргын мөчлөгт шинж чанар нь бөөмийн хэлбэрт тодорхой хэмжээгээр нөлөөлж, улмаар том AgNP-ийн жижиг бөмбөрцөг хэлбэртэй байсан ч гурван дээж бүгд хагас бөмбөрцөг хэлбэртэй хэвээр байв.Нэмж дурдахад, 2В-р зурагт электрон дифракцийн загварт үзүүлснээр нано Бөөмийн талст чанарт нөлөөлөхгүй.Мөнгөний (111), (220), (200), (311) Миллерийн индексүүдтэй уялдуулах боломжтой дифракцийн тод цагираг нь шинжлэх ухааны ном зохиол болон бидний өмнөх оруулсан хувь нэмэртэй маш нийцдэг.9, 19,44 AgNP-II ба AgNP-III-ийн Дебай-Шеррерийн цагирагийн хуваагдал нь ED дүрсийг ижил өсгөлтөөр авдаг тул бөөмийн хэмжээ ихсэх тусам хуваагдсан хэсгүүдийн тоо нэгж талбай нэмэгдэж багасна.
Нано бөөмсийн хэмжээ, хэлбэр нь биологийн идэвхжилд нөлөөлдөг.3,45 Хэлбэрээс хамааралтай каталитик болон биологийн идэвхжил нь янз бүрийн хэлбэрүүд нь тодорхой болор нүүрийг үржүүлэх хандлагатай байдаг (Миллерийн өөр индекстэй) ба эдгээр талст нүүрүүд өөр өөр үйл ажиллагаатай байдагтай холбон тайлбарлаж болно.45,46 Бэлтгэсэн тоосонцор нь маш төстэй талст шинж чанаруудтай ижил төстэй ED үр дүнг өгдөг тул бидний дараагийн коллоид тогтворжилт, биологийн идэвхжилийн туршилтуудад ажиглагдсан аливаа ялгааг хэлбэр дүрстэй холбоотой шинж чанараас бус нано бөөмийн хэмжээтэй холбоотой гэж үзэж болно.
Зураг 2D-д нэгтгэсэн UV-Vis-ийн үр дүн нь нийлэгжүүлсэн AgNP-ийн асар их бөмбөрцөг шинж чанарыг онцолж байна, учир нь бүх гурван дээжийн SPR оргилууд нь 400 нм орчим байдаг нь бөмбөрцөг мөнгөн нано хэсгүүдийн шинж чанар юм.29,30 Баригдсан спектрүүд нь нано мөнгөний үрээр дамжсан амжилттай өсөлтийг мөн баталсан.Бөөмийн хэмжээ ихсэх тусам AgNP-II-ийн хамгийн их гэрэл шингээлттэй тохирох долгионы урт илүү тод харагдаж байна-Уран зохиолын дагуу AgNP-III улаан шилжилтийг мэдэрсэн.6,29
AgNP системийн анхны коллоид тогтвортой байдлын тухайд DLS-ийг рН 7.2-д бөөмсийн дундаж гидродинамик диаметр болон zeta потенциалыг хэмжихэд ашигласан.Зураг 2E-д үзүүлсэн үр дүнгээс харахад AgNP-III нь AgNP-I эсвэл AgNP-II-ээс өндөр коллоид тогтворжилттой болохыг харуулж байна, учир нь нийтлэг удирдамжууд коллоид тогтвортой байдлыг удаан хугацаанд хадгалахад 30 мВ абсолют зета потенциал шаардлагатайг харуулж байна. Z дундаж утгыг (чөлөөт ба нэгтгэсэн хэсгүүдийн дундаж гидродинамик диаметрээр олж авсан) TEM-ийн олж авсан үндсэн ширхэгийн хэмжээтэй харьцуулдаг, учир нь хоёр утга ойртох тусам дээж дэх цуглуулах зэрэг нь бага байх болно.Үнэн хэрэгтээ, AgNP-I ба AgNP-II-ийн Z дундаж нь TEM-ээр үнэлэгдсэн үндсэн ширхэгийн хэмжээнээс харьцангуй өндөр байдаг тул AgNP-III-тай харьцуулахад эдгээр дээжүүд нэгтгэх магадлал өндөр, zeta потенциал нь маш сөрөг байх болно гэж таамаглаж байна. ойролцоо хэмжээтэй Z дундаж утга дагалддаг.
Энэ үзэгдлийн тайлбар нь хоёр талтай байж болно.Нэг талаас, цитратуудын концентрацийг синтезийн бүх үе шатанд ижил түвшинд байлгаж, өсөн нэмэгдэж буй хэсгүүдийн гадаргуугийн тодорхой талбайг багасгахаас сэргийлж харьцангуй их хэмжээний цэнэгтэй гадаргуугийн бүлгүүдийг хангадаг.Гэсэн хэдий ч Левак нар хэлэхдээ, цитрат гэх мэт жижиг молекулуудыг нано бөөмсийн гадаргуу дээрх биомолекулууд амархан сольж чаддаг.Энэ тохиолдолд коллоид тогтвортой байдлыг үйлдвэрлэсэн биомолекулуудын титэм тодорхойлно.31 Энэ зан үйл нь бидний нэгтгэх хэмжилтэд ажиглагдсан (дараа нь илүү дэлгэрэнгүй авч үзэх болно) учир цитратыг хязгаарлах нь дангаараа энэ үзэгдлийг тайлбарлаж чадахгүй.
Нөгөө талаас бөөмийн хэмжээ нь нанометрийн түвшинд нэгтгэх хандлагатай урвуу хамааралтай байна.Үүнийг голчлон уламжлалт Держагуин-Ландау-Вервей-Овербек (DLVO) аргаар дэмждэг бөгөөд бөөмийн таталцлыг бөөмс хоорондын татах болон түлхэх хүчний нийлбэр гэж тодорхойлдог.He et al.-ийн үзэж байгаагаар DLVO энергийн муруйн хамгийн их утга нь гематит нано бөөмс дэх нано бөөмсийн хэмжээнээс хамаарч багасч, хамгийн бага анхдагч энергид хүрэхэд хялбар болгож, улмаар эргэлт буцалтгүй нэгтгэлийг (конденсац) дэмждэг.47 Гэсэн хэдий ч DLVO онолын хязгаарлалтаас гадна бусад талууд байдаг гэж таамаглаж байна.Хэдийгээр ван дер Ваалсын таталцал болон электростатик давхар давхаргын түлхэлт нь бөөмийн хэмжээ ихсэх тусам ижил төстэй боловч Hotze et al.Энэ нь DLVO-ийн зөвшөөрснөөс илүү нэгтгэхэд илүү хүчтэй нөлөө үзүүлдэг гэж үздэг.14 Тэд нано бөөмсийн гадаргуугийн муруйлтыг хавтгай гадаргуу гэж тооцохоо больж, математикийн тооцоолол хийх боломжгүй гэж үзэж байна.Үүнээс гадна бөөмийн хэмжээ багасах тусам гадаргуу дээр агуулагдах атомын хувь хэмжээ нэмэгдэж, электрон бүтэц, гадаргуугийн цэнэгийн төлөв байдалд хүргэдэг.Мөн гадаргуугийн урвалын өөрчлөлт нь цахилгаан давхар давхаргын цэнэгийг бууруулж, бөөгнөрөлийг дэмжихэд хүргэдэг.
Зураг 3-т үзүүлсэн AgNP-I, AgNP-II, AgNP-III-ийн DLS үр дүнг харьцуулж үзэхэд гурван дээж бүгд ижил төстэй рН-ийг идэвхжүүлсэн агрегацийг харуулсан болохыг бид ажиглав.Хүчтэй хүчиллэг орчин (рН 3) нь дээжийн зета потенциалыг 0 мВ болгон шилжүүлснээр тоосонцор нь микрон хэмжээтэй дүүргэгч үүсгэхэд хүргэдэг бол шүлтлэг рН нь зета потенциалыг илүү их сөрөг утга руу шилжүүлж, бөөмс нь жижиг дүүргэгч (рН 5) үүсгэдэг. ).Мөн 7.2) ), эсвэл бүрэн нэгтгэгдээгүй хэвээр байна (рН 9).Төрөл бүрийн дээжүүдийн хооронд зарим чухал ялгаа ажиглагдсан.Туршилтын туршид AgNP-I нь рН-аас үүдэлтэй зета потенциалын өөрчлөлтөд хамгийн мэдрэмтгий болох нь батлагдсан, учир нь эдгээр хэсгүүдийн зета потенциал нь рН 9-тэй харьцуулахад рН 7.2-д буурсан бол AgNP-II ба AgNP-III нь зөвхөн А-г харуулсан. ζ-ийн мэдэгдэхүйц өөрчлөлт нь рН 3 орчим байна. Үүнээс гадна AgNP-II нь илүү удаан өөрчлөлт, дунд зэргийн zeta потенциалыг харуулсан бол AgNP-III нь гурвын хамгийн зөөлөн зан төлөвийг харуулсан, учир нь систем нь хамгийн дээд үнэмлэхүй zeta утга, удаан тренд хөдөлгөөнийг харуулсан. AgNP-III рН-ээр өдөөгдсөн бөөгнөрөлд хамгийн тэсвэртэй.Эдгээр үр дүн нь гидродинамик диаметрийн хэмжилтийн дундаж үр дүнтэй нийцэж байна.Тэдний праймеруудын ширхэгийн хэмжээг харгалзан үзэхэд AgNP-I нь рН-ийн бүх утгууд дээр тогтмол аажмаар хуримтлагдаж байсан нь 10 мМ NaCl дэвсгэрээс шалтгаалсан байх магадлалтай бол AgNP-II ба AgNP-III нь зөвхөн рН 3 цуглуулахад чухал ач холбогдолтой байв.Хамгийн сонирхолтой ялгаа нь нано бөөмийн том хэмжээтэй хэдий ч AgNP-III нь 24 цагийн дотор рН 3-т хамгийн жижиг агрегатуудыг үүсгэдэг нь бөөгнөрөлөөс хамгаалах шинж чанарыг тодотгож өгдөг.24 цагийн дараа рН 3 дахь AgNP-ийн дундаж Z-ийг бэлтгэсэн дээжийн утгад хуваахад AgNP-I ба AgNP-II-ийн харьцангуй дүүргэгчийн хэмжээ 50 дахин, 42 дахин, 22 дахин нэмэгдсэн нь ажиглагдаж байна. , тус тус.III.
Зураг 3 Цитратаар төгсгөлтэй мөнгөн нано бөөмсийн хэмжээ ихсэх үед (10 нм: AgNP-I, 20 нм: AgNP-II ба 50 нм: AgNP-III) динамик гэрлийн сарнилын үр дүнг дундаж гидродинамик диаметр (Z дундаж) хэлбэрээр илэрхийлэв. ) (баруун) Өөр өөр рН-ийн нөхцөлд зета потенциал (зүүн талд) 24 цагийн дотор өөрчлөгддөг.
Ажиглагдсан рН-аас хамааралтай бөөгнөрөл нь AgNP дээжийн гадаргуугийн плазмоны резонансын шинж чанарт (SPR) нөлөөлсөн нь хэт ягаан туяаны цацрагийн спектрээр нотлогддог.Нэмэлт зураг S1-ийн дагуу бүх гурван мөнгөн нано бөөмийн суспензийг нэгтгэсний дараа тэдгээрийн SPR оргилуудын эрчим буурч, дунд зэргийн улаан шилжилт ажиглагдаж байна.рН-ийн функц болох эдгээр өөрчлөлтийн хэмжээ нь DLS-ийн үр дүнгээс урьдчилан таамагласан нэгтгэх зэрэгтэй нийцэж байгаа боловч зарим сонирхолтой хандлагууд ажиглагдсан.Зөн совингоос ялгаатай нь дунд хэмжээний AgNP-II нь SPR өөрчлөлтөд хамгийн мэдрэмтгий байдаг бол бусад хоёр дээж нь бага мэдрэмтгий байдаг.SPR судалгаанд 50 нм нь бөөмсийг диэлектрик шинж чанараар нь ялгахад ашигладаг онолын бөөмийн хэмжээ хязгаар юм.50 нм-ээс бага хэмжээтэй хэсгүүдийг (AgNP-I ба AgNP-II) энгийн диэлектрик диполь гэж тодорхойлж болох бөгөөд энэ хязгаарт хүрсэн буюу хэтэрсэн хэсгүүд (AgNP-III) илүү нарийн төвөгтэй диэлектрик шинж чанартай байдаг ба тэдгээрийн резонансын зурвас нь мультимодаль өөрчлөлтүүдэд хуваагддаг. .Хоёр жижиг бөөмийн дээжийн хувьд AgNP-ийг энгийн дипол гэж үзэж болох ба плазм нь амархан давхцаж болно.Бөөмийн хэмжээ ихсэх тусам энэ холболт нь илүү том плазм үүсгэдэг бөгөөд энэ нь ажиглагдсан мэдрэмжийг тайлбарлаж болно.29 Гэсэн хэдий ч хамгийн том бөөмсийн хувьд энгийн диполийн тооцоолол нь бусад холболтын төлөвүүд тохиолдож болох үед хүчин төгөлдөр бус бөгөөд энэ нь AgNP-III-ийн спектрийн өөрчлөлтийг илтгэх хандлага буурсаныг тайлбарлаж болно.29
Бидний туршилтын нөхцөлд рН-ийн утга нь янз бүрийн хэмжээтэй цитратаар бүрсэн мөнгөний нано хэсгүүдийн коллоид тогтворжилтод ихээхэн нөлөөлдөг нь батлагдсан.Эдгээр системүүдэд тогтвортой байдлыг AgNP-ийн гадаргуу дээрх сөрөг цэнэгтэй -COO- бүлгүүд хангадаг.Цитрат ионы карбоксилын функциональ бүлэг нь олон тооны H+ ионуудад протонждог тул үүссэн карбоксил бүлэг нь 4-р зургийн дээд эгнээнд үзүүлсэн шиг хэсгүүдийн хооронд цахилгаан статик түлхэлт өгөх боломжгүй болсон. Ле Шательегийн зарчмын дагуу AgNP. дээжүүд нь рН 3-д хурдан хуримтлагддаг боловч рН нэмэгдэх тусам аажмаар илүү тогтвортой болдог.
Зураг 4 Өөр өөр рН (дээд эгнээ), NaCl концентраци (дунд эгнээ), биомолекул (доод эгнээ) дор нэгтгэх замаар тодорхойлсон гадаргуугийн харилцан үйлчлэлийн бүдүүвч механизм.
Зураг 5-ын дагуу янз бүрийн хэмжээтэй AgNP суспензийн коллоид тогтвортой байдлыг давсны концентраци ихсэх үед мөн судалж үзсэн.Зета потенциал дээр үндэслэн эдгээр цитратаар төгсгөлтэй AgNP системүүдийн нано бөөмийн хэмжээ нэмэгдсэн нь NaCl-ийн гадны нөлөөнд дахин эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг.AgNP-I-д 10 мМ NaCl нь бага зэргийн бөөгнөрөлийг өдөөхөд хангалттай бөгөөд 50 мм-ийн давсны концентраци нь маш төстэй үр дүнг өгдөг.AgNP-II ба AgNP-III-д 10 мМ NaCl нь зета потенциалд төдийлөн нөлөөлдөггүй, учир нь тэдгээрийн утга (AgNP-II) ба түүнээс доош (AgNP-III) -30 мВ байна.NaCl-ийн концентрацийг 50 мм, эцэст нь 150 мм NaCl хүртэл нэмэгдүүлэх нь бүх дээж дэх zeta потенциалын үнэмлэхүй утгыг мэдэгдэхүйц бууруулахад хангалттай боловч том хэсгүүд нь илүү сөрөг цэнэгийг хадгалдаг.Эдгээр үр дүн нь AgNP-ийн хүлээгдэж буй дундаж гидродинамик диаметртэй нийцэж байна;10, 50, 150 mM NaCl дээр хэмжсэн Z дундаж чиг хандлагын шугамууд нь өөр өөр, аажмаар нэмэгдэж буй утгыг харуулж байна.Эцэст нь микрон хэмжээтэй дүүргэгчийг 150 мм-ийн гурван туршилтаар илрүүлсэн.
Зураг 5 Цитратаар төгсгөлтэй мөнгөн нано бөөмсийн хэмжээ нэмэгдэж буй (10 нм: AgNP-I, 20 нм: AgNP-II ба 50 нм: AgNP-III) динамик гэрлийн тархалтын үр дүнг дундаж гидродинамик диаметр (Z дундаж) хэлбэрээр илэрхийлэв. ) (баруун) ба зета потенциал (зүүн) өөр өөр NaCl концентрацитай 24 цагийн дотор өөрчлөгддөг.
Нэмэлт зураг S2-т үзүүлсэн UV-Vis-ийн үр дүнгээс харахад бүх гурван дээжинд 50 ба 150 мМ NaCl-ийн SPR агшин зуур мэдэгдэхүйц буурч байгааг харуулж байна.Үүнийг DLS-ээр тайлбарлаж болно, учир нь NaCl-д суурилсан нэгтгэх нь рН-аас хамааралтай туршилтаас илүү хурдан явагддаг бөгөөд энэ нь эрт (0, 1.5, 3 цаг) хэмжилтийн хоорондох том ялгаагаар тайлбарлагддаг.Үүнээс гадна давсны концентрацийг нэмэгдүүлэх нь туршилтын орчны харьцангуй нэвтрүүлэх чадварыг нэмэгдүүлэх бөгөөд энэ нь гадаргуугийн плазмоны резонансын нөлөөнд ихээхэн нөлөөлнө.29
NaCl-ийн нөлөөг Зураг 4-ийн дунд эгнээнд нэгтгэн харуулав. Ерөнхийдөө натрийн хлоридын концентрацийг нэмэгдүүлэх нь хүчиллэгийг ихэсгэхтэй ижил нөлөө үзүүлдэг гэж дүгнэж болно, учир нь Na+ ионууд карбоксилатын бүлгүүдийн эргэн тойронд координатлах хандлагатай байдаг. сөрөг zeta боломжит AgNPs-ийг дарах.Түүнчлэн 150 мМ NaCl нь бүх гурван дээжинд микрон хэмжээтэй дүүргэгчийг үүсгэсэн нь физиологийн электролитийн концентраци нь цитратаар төгсгөлтэй AgNP-ийн коллоид тогтвортой байдалд сөргөөр нөлөөлж байгааг харуулж байна.Ижил төстэй AgNP системүүд дээрх NaCl-ийн эгзэгтэй конденсацын концентрацийг (CCC) харгалзан үзвэл эдгээр үр дүнг холбогдох ном зохиолд ухаалгаар байрлуулж болно.Huynh нар.71 нм дундаж диаметртэй цитратаар төгсгөлтэй мөнгөн нано бөөмсийн NaCl-ийн CCC нь 47.6 мМ байсан гэж тооцоолсон бол El Badawy et al.цитрат бүрээстэй 10 нм AgNP-ийн CCC нь 70 мМ болохыг ажигласан.10,16 Нэмж дурдахад, 300 орчим мм-ийн мэдэгдэхүйц өндөр CCC-ийг He et al. хэмжсэн нь тэдгээрийн синтезийн арга нь өмнө дурдсан хэвлэлээс ялгаатай болсон.48 Хэдийгээр одоогийн оруулсан хувь нэмэр нь эдгээр утгыг цогцоор нь шинжлэхэд чиглээгүй боловч бидний туршилтын нөхцөл байдал бүхэл бүтэн судалгааны нарийн төвөгтэй байдалд нэмэгдэж байгаа тул 50 мм, ялангуяа 150 мм NaCl-ийн биологийн хамааралтай NaCl агууламж нэлээд өндөр байх шиг байна.Өдөөгдсөн коагуляци, илэрсэн хүчтэй өөрчлөлтийг тайлбарлав.
Полимержих туршилтын дараагийн алхам бол нано бөөмс-биомолекулын харилцан үйлчлэлийг дуурайхын тулд энгийн боловч биологийн хувьд хамааралтай молекулуудыг ашиглах явдал юм.DLS (Зураг 6 ба 7) болон UV-Vis үр дүнд (нэмэлт зураг S3 ба S4) үндэслэн зарим ерөнхий дүгнэлтийг баталж болно.Бидний туршилтын нөхцөлд судлагдсан глюкоз ба глютамин молекулууд нь ямар ч AgNP системд агрегация үүсгэхгүй, учир нь Z-дундаж хандлага нь холбогдох хэмжилтийн утгатай нягт холбоотой байдаг.Хэдийгээр тэдгээрийн оршихуй нь нэгтгэхэд нөлөөлдөггүй ч туршилтын үр дүнд эдгээр молекулууд AgNP-ийн гадаргуу дээр хэсэгчлэн шингэсэн болохыг харуулж байна.Энэ үзлийг батлах хамгийн тод үр дүн бол гэрлийн шингээлтийн өөрчлөлт юм.Хэдийгээр AgNP-I нь долгионы урт, эрчимжилтийн мэдэгдэхүйц өөрчлөлтийг харуулдаггүй ч илүү том хэсгүүдийг хэмжих замаар үүнийг илүү тодорхой ажиглаж болох бөгөөд энэ нь өмнө дурдсан оптик мэдрэгчтэй холбоотой байх магадлалтай.Концентрациас үл хамааран глюкоз нь хяналтын хэмжилттэй харьцуулахад 1.5 цагийн дараа илүү их улаан шилжилт үүсгэж болох ба энэ нь AgNP-II-д 40 нм, AgNP-III-д 10 нм орчим байдаг нь гадаргуугийн харилцан үйлчлэлийг нотолж байна.Глутамин ижил төстэй хандлагыг харуулсан боловч өөрчлөлт нь тийм ч тод биш байв.Нэмж дурдахад глютамин нь дунд болон том хэсгүүдийн үнэмлэхүй zeta потенциалыг бууруулж чаддаг гэдгийг дурдах нь зүйтэй.Гэсэн хэдий ч эдгээр zeta өөрчлөлтүүд нь нэгтгэх түвшинд нөлөөлдөггүй тул глютамин зэрэг жижиг биомолекулууд ч бөөмс хоорондын орон зайн түлхэлтийг тодорхой хэмжээгээр хангаж чадна гэж таамаглаж болно.
Зураг 6 Цитратаар төгсгөлтэй мөнгөн нано бөөмсийн хэмжээ ихсэх (10 нм: AgNP-I, 20 нм: AgNP-II ба 50 нм: AgNP-III) динамик гэрлийн тархалтын үр дүнг дундаж гидродинамик диаметр (Z дундаж) хэлбэрээр илэрхийлнэ. (баруун) Глюкозын янз бүрийн концентрацитай гадаад нөхцөлд зета потенциал (зүүн талд) 24 цагийн дотор өөрчлөгддөг.
Зураг 7 Цитратаар төгсгөлтэй мөнгөн нано бөөмсийн хэмжээ ихсэх үед (10 нм: AgNP-I, 20 нм: AgNP-II ба 50 нм: AgNP-III) гэрлийн динамик тархалтын үр дүнг дундаж гидродинамик диаметр (Z дундаж) хэлбэрээр илэрхийлэв. ) (баруун) Глютамин байгаа тохиолдолд зета потенциал (зүүн талд) 24 цагийн дотор өөрчлөгддөг.
Товчхондоо, глюкоз, глютамин зэрэг жижиг биомолекулууд хэмжсэн концентраци дахь коллоид тогтвортой байдалд нөлөөлдөггүй: хэдийгээр zeta потенциал болон UV-Vis-ийн үр дүнд янз бүрийн хэмжээгээр нөлөөлдөг ч Z дундаж үр дүн нь нийцэхгүй байна.Энэ нь молекулуудын гадаргуугийн шингээлт нь электростатик түлхэлтийг дарангуйлдаг боловч нэгэн зэрэг хэмжээсийн тогтвортой байдлыг хангадаг болохыг харуулж байна.
Өмнөх үр дүнг өмнөх үр дүнтэй холбож, биологийн нөхцлийг илүү чадварлаг загварчлахын тулд бид хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг эсийн өсгөвөрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгон авч AgNP коллоидуудын тогтвортой байдлыг судлах туршилтын нөхцөл болгон ашигласан.Бүхэл бүтэн in vitro туршилтын хувьд DMEM-ийн хамгийн чухал үүргүүдийн нэг нь шаардлагатай осмосын нөхцлийг бүрдүүлэх явдал боловч химийн үүднээс авч үзвэл энэ нь 150 мМ NaCl-тэй төстэй нийт ионы хүч чадалтай давсны цогц уусмал юм. .40 FBS-ийн хувьд энэ нь биомолекулуудын нийлмэл холимог, голчлон уургийн гадаргуугийн шингээлтийн үүднээс авч үзвэл, химийн найрлага, олон янз байдлаас үл хамааран глюкоз, глютамины туршилтын үр дүнтэй ижил төстэй байдаг. Хүйс нь илүү төвөгтэй байдаг.19 DLS ба хэт ягаан туяа-Зураг 8 ба нэмэлт зураг S5-д үзүүлсэн харагдахуйц үр дүнг эдгээр материалын химийн найрлагыг судалж, өмнөх хэсгийн хэмжилттэй уялдуулан тайлбарлаж болно.
Зураг 8 Цитратаар төгсгөлтэй мөнгөн нано бөөмсийн хэмжээ нэмэгдэж буй (10 нм: AgNP-I, 20 нм: AgNP-II ба 50 нм: AgNP-III) динамик гэрлийн тархалтын үр дүнг дундаж гидродинамик диаметр (Z дундаж) хэлбэрээр илэрхийлэв. ) (баруун талд) DMEM ба FBS эсийн өсгөврийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд байгаа тохиолдолд zeta потенциал (зүүн талд) 24 цагийн дотор өөрчлөгддөг.
DMEM-д өөр өөр хэмжээтэй AgNP-ийг шингэлэх нь коллоид тогтвортой байдалд NaCl өндөр концентрацитай үед ажиглагдсантай ижил нөлөө үзүүлдэг.50 v/v% DMEM-д AgNP-ийн тархалт нь зета потенциал болон Z-дундаж утга нэмэгдэж, SPR-ийн эрч хүч огцом буурч, их хэмжээний агрегация илэрсэн болохыг харуулсан.24 цагийн дараа DMEM-ээр өдөөгдсөн дүүргэгчийн хамгийн их хэмжээ нь праймер нано бөөмсийн хэмжээтэй урвуу хамааралтай болохыг тэмдэглэх нь зүйтэй.
FBS болон AgNP-ийн харилцан үйлчлэл нь глюкоз, глутамин зэрэг жижиг молекулуудын дэргэд ажиглагдсантай төстэй боловч үр нөлөө нь илүү хүчтэй байдаг.Бөөмийн Z дундаж нь нөлөөлөөгүй хэвээр байгаа бол zeta потенциалын өсөлт илэрсэн байна.SPR оргил нь бага зэрэг улаан шилжилтийг харуулсан боловч магадгүй илүү сонирхолтой нь SPR-ийн эрчим нь хяналтын хэмжилтийнх шиг мэдэгдэхүйц буураагүй юм.Эдгээр үр дүнг нано бөөмсийн гадаргуу дээрх макромолекулуудын төрөлхийн шингээлтээр тайлбарлаж болно (Зураг 4-ийн доод эгнээ), энэ нь одоо биед биомолекулын титэм үүсэх гэж ойлгогддог.49