Мөнгөний нано хэсгүүд (AgNPs) нь янз бүрийн эмгэг төрүүлэгчдийг хянах боломжтой хэрэгсэл гэж үздэг.Гэсэн хэдий ч AgNPs нь хүний ​​эрүүл мэнд, экологид сөрөг нөлөө үзүүлж болзошгүй тул хүрээлэн буй орчны хэвлэл мэдээллийн хэрэгслээр цацагдах талаар санаа зовж байна.Энэхүү судалгаагаар бид янз бүрийн хэмжээтэй AgNPs (AgNP-MHCs) чимэглэсэн шинэ микрометрийн хэмжээтэй соронзон эрлийз коллоид (MHC) боловсруулж, үнэлэв.Халдваргүйжүүлэлтэнд хэрэглэсний дараа эдгээр тоосонцорыг соронзон шинж чанараараа хүрээлэн буй орчны бодисоос амархан гаргаж авч, вирусын эмгэг төрүүлэгчдийг идэвхгүйжүүлэхэд үр дүнтэй хэвээр байна.Бид AgNP-MHC-ийн бактериофаг ϕX174, хулганы норовирус (MNV), аденовирүсийн серотип 2 (AdV2)-ийг идэвхгүйжүүлэхэд зориулсан үр нөлөөг үнэлэв.Эдгээр зорилтот вирусууд нь AgNP-MHC-д 1, 3, 6 цагийн турш 25 ° C-д өртөж, дараа нь товрууны шинжилгээ болон бодит цагийн TaqMan ПГУ-аар шинжлэв.AgNP-MHCs нь хүрээлэн буй орчны янз бүрийн нөхцөлд вирусын эсрэг нөлөөг үнэлэхийн тулд өргөн хүрээний рН-ийн түвшинд, цорго болон гадаргын усанд өртсөн.Туршилтанд хамрагдсан гурван төрлийн AgNP-MHC-ийн дотроос Ag30-MHC нь вирусыг идэвхгүйжүүлэх хамгийн өндөр үр дүнтэй болохыг харуулсан.4.6 × 109 Ag30-MHCs/ml-д 1 цагийн турш өртсөний дараа ϕX174 болон MNV 2 log10-аас илүү буурсан байна.Эдгээр үр дүн нь AgNP-MHCs нь вирусын эмгэг төрүүлэгчдийг идэвхгүйжүүлэхэд ашиглаж, хүрээлэн буй орчинд тархах магадлал багатай болохыг харуулж байна.

Нанотехнологийн сүүлийн үеийн дэвшлийн ачаар нано бөөмс нь биотехнологи, анагаах ухаан, нийгмийн эрүүл мэндийн салбарт дэлхий даяар ихээхэн анхаарал хандуулж байна (1,2).Гадаргуу-эзэлхүүний өндөр харьцаатай тул ихэвчлэн 10-аас 500 нм хүртэлх нано хэмжээтэй материалууд нь том материалуудтай харьцуулахад физик-химийн өвөрмөц шинж чанартай байдаг (1).Наноматериалуудын хэлбэр, хэмжээг хянах боломжтой бөгөөд тэдгээрийн гадаргуу дээр тодорхой функциональ бүлгүүдийг нэгтгэж, тодорхой уурагтай харилцан үйлчлэлцэх эсвэл эсийн доторх шингээлтийг хангах боломжтой.3,–5).

Мөнгөний нано хэсгүүдийг (AgNPs) нянгийн эсрэг бодис болгон өргөн судалсан.6).Мөнгө нь нарийн хутга хийх, гоёл чимэглэл, эмчилгээний бодис хийхэд ашиглагддаг.Мөнгөний сульфадиазин, зарим давс зэрэг мөнгөний нэгдлүүдийг нянгийн эсрэг шинж чанартай тул шарх арчилгааны бүтээгдэхүүн болон халдварт өвчнийг эмчлэхэд ашигладаг.6,7).Сүүлийн үеийн судалгаагаар AgNP нь янз бүрийн төрлийн бактери, вирусыг идэвхгүйжүүлэхэд маш үр дүнтэй болохыг тогтоожээ.8,–11).AgNPs ба Ag+ ионууд нь фосфор эсвэл хүхэр агуулсан биомолекулууд, түүний дотор ДНХ, РНХ, уурагтай шууд харилцан үйлчилдэг.12,–14).Тэд мөн реактив хүчилтөрөгч (ROS) үүсгэж, бичил биетний мембраныг гэмтээдэг нь нотлогдсон.15).AgNP-ийн хэмжээ, хэлбэр, концентраци нь нянгийн эсрэг үйлчилгээнд нөлөөлдөг чухал хүчин зүйл юм.8,10,13,16,17).

Өмнөх судалгаанууд нь AgNPs-ийг усны орчинд эмгэг төрүүлэгчдийг хянахад ашиглах үед хэд хэдэн асуудлыг онцлон тэмдэглэсэн.Нэгдүгээрт, усан дахь вирусын эмгэг төрүүлэгчдийг идэвхгүйжүүлэх AgNP-ийн үр дүнтэй байдлын талаархи одоо байгаа судалгаанууд хязгаарлагдмал байна.Нэмж дурдахад, монодисперсэн AgNP нь жижиг хэмжээтэй, том гадаргуутай тул бөөмс бөөмийн нэгдэлд өртдөг бөгөөд эдгээр агрегатууд нь бичил биетний эмгэг төрүүлэгчдийн эсрэг AgNP-ийн үр нөлөөг бууруулдаг (7).Эцэст нь, AgNP нь янз бүрийн цитотоксик нөлөөтэй болохыг харуулсан.5,18,–20), мөн AgNP-ийг усны орчинд хаях нь хүний ​​эрүүл мэнд, экологийн асуудалд хүргэж болзошгүй юм.

Саяхан бид янз бүрийн хэмжээтэй AgNP-ээр чимэглэсэн шинэ микрометрийн хэмжээтэй соронзон эрлийз коллоид (MHC) бүтээсэн.21,22).MHC цөмийг хүрээлэн буй орчноос AgNP нийлмэл бодисыг сэргээхэд ашиглаж болно.Бид эдгээр мөнгөн нано хэсгүүдийн MHC (AgNP-MHCs) дээрх вирусын эсрэг үр нөлөөг бактериофаг ϕX174, хулганы норовирус (MNV), аденовирус ашиглан хүрээлэн буй орчны янз бүрийн нөхцөлд үнэлэв.

AgNP-MHC-ийн янз бүрийн концентрацитай бактериофаг ϕX174 (a), MNV (b), AdV2 (c)-ийн эсрэг вирусын эсрэг нөлөө.Зорилтот вирусыг AgNP-MHC-ийн янз бүрийн концентраци, мөн OH-MHC (4.6 × 109 тоосонцор/мл) хяналт болгон сэгсрэх инкубаторт (150 эрг/мин, 1 цаг, 25°С) эмчилсэн.Товрууны шинжилгээний аргыг амьд үлдсэн вирусыг хэмжихэд ашигласан.Утга нь бие даасан гурван туршилтын дундаж ± стандарт хазайлт (SD) юм.Од нь мэдэгдэхүйц өөр утгыг илэрхийлдэг (P< 0.05 Даннетийн тесттэй нэг талын ANOVA).

Энэхүү судалгаагаар AgNP-MHCs нь усанд бактериофаг болон хүний ​​норовирусын орлуулагч MNV-ийг идэвхгүйжүүлэхэд үр дүнтэй болохыг харуулсан.Нэмж дурдахад AgNP-MHCs-ийг соронзоор амархан сэргээж, хүрээлэн буй орчинд хортой AgNP ялгарахаас үр дүнтэй сэргийлдэг.Өмнөх хэд хэдэн судалгаагаар AgNP-ийн агууламж ба ширхэгийн хэмжээ нь зорилтот бичил биетнийг идэвхгүйжүүлэх чухал хүчин зүйл болохыг харуулсан.8,16,17).AgNPs-ийн нянгийн эсрэг нөлөө нь бичил биетний төрлөөс хамаарна.ϕX174-ийг идэвхгүйжүүлэх AgNP-MHC-ийн үр нөлөө нь тун ба хариу урвалын хамаарлыг дагаж мөрддөг.Туршилтанд хамрагдсан AgNP-MHC-ийн дотроос Ag30-MHCs нь ϕX174 болон MNV-ийг идэвхгүйжүүлэх үр дүнтэй байсан.MNV-ийн хувьд зөвхөн Ag30-MHC нь вирусын эсрэг үйлчилгээтэй байсан бол бусад AgNP-MHC нь MNV-ийн идэвхигүй байдлыг үүсгэдэггүй.AgNP-MHC-ийн аль нь ч AdV2-ийн эсрэг вирусын эсрэг мэдэгдэхүйц үйл ажиллагаа үзүүлээгүй.

Бөөмийн хэмжээнээс гадна AgNP-MHC-ийн мөнгөний агууламж бас чухал байв.Мөнгөний концентраци нь AgNP-MHC-ийн вирусын эсрэг үр нөлөөг тодорхойлдог.Ag07-MHCs ба Ag30-MHCs-ийн 4.6 × 109 ширхэг/мл уусмал дахь мөнгөний концентраци нь 28.75 ppm ба 200 ppm байсан нь вирусын эсрэг үйл ажиллагааны түвшинтэй хамааралтай байв.Хүснэгт 2Шинжилсэн AgNP-MHC-ийн мөнгөний агууламж ба гадаргуугийн талбайг нэгтгэн харуулав.Ag07-MHCs нь вирусын эсрэг хамгийн бага идэвхжилтэй, мөнгөний агууламж хамгийн бага, гадаргуугийн талбайтай байсан нь эдгээр шинж чанарууд нь AgNP-MHCs-ийн вирусын эсрэг үйл ажиллагаатай холбоотой болохыг харуулж байна.

Бидний өмнөх судалгаагаар AgNP-MHC-ийн нянгийн эсрэг гол механизмууд нь бичил биетний мембранаас Mg2+ эсвэл Ca2+ ионыг химийн аргаар ялган авах, мембран дээр байрлах тиолын бүлгүүдтэй нэгдлүүдийг үүсгэх, реактив хүчилтөрөгчийн төрлүүд (ROS) үүсгэх явдал юм.21).AgNP-MHC нь харьцангуй том ширхэгийн хэмжээтэй (~500 нм) учир вирусын капсидыг нэвтлэх боломжгүй юм.Үүний оронд AgNP-MHC нь вирусын гадаргуугийн уурагтай харилцан үйлчилдэг.Нийлмэл материалд агуулагдах AgNP нь вирусын бүрхүүлийн уурагт шингэсэн тиолын бүлэг агуулсан биомолекулуудыг холбох хандлагатай байдаг.Тиймээс вирусын капсидын уургийн биохимийн шинж чанар нь AgNP-MHC-д мэдрэмтгий байдлыг тодорхойлоход чухал ач холбогдолтой юм.Зураг 1нь AgNP-MHC-ийн нөлөөнд вирүсийн янз бүрийн мэдрэмтгий байдлыг харуулж байна.ϕX174 ба MNV бактериофагууд нь AgNP-MHC-д мэдрэмтгий байсан ч AdV2 нь тэсвэртэй байв.AdV2-ийн эсэргүүцлийн өндөр түвшин нь түүний хэмжээ, бүтэцтэй холбоотой байх магадлалтай.Аденовирус нь 70-100 нм хэмжээтэй байдаг.30), тэдгээрийг ϕX174 (27-33 нм) ба MNV (28-35 нм)-ээс хамаагүй том болгодог.31,32).Аденовирус нь том хэмжээтэй байхаас гадна бусад вирусуудаас ялгаатай нь хоёр судалтай ДНХ-тэй бөгөөд дулаан, хэт ягаан туяа зэрэг хүрээлэн буй орчны янз бүрийн стресст тэсвэртэй байдаг.33,34).Бидний өмнөх судалгаагаар 6 цагийн дотор Ag30-MHC-ийг хэрэглэснээр MS2 бараг 3-лог10-оор буурсан гэж мэдээлсэн.21).MS2 ба ϕX174 нь өөр өөр төрлийн нуклейн хүчилтэй (РНХ эсвэл ДНХ) ижил хэмжээтэй боловч Ag30-MHC-ийн идэвхгүйжилтийн хурд ижил байдаг.Тиймээс нуклейн хүчлийн шинж чанар нь AgNP-MHC-ийг эсэргүүцэх гол хүчин зүйл биш юм.Үүний оронд вирусын тоосонцрын хэмжээ, хэлбэр нь илүү чухал байсан, учир нь аденовирус нь илүү том вирус юм.Ag30-MHC-ууд 6 цагийн дотор M13-ийн хэмжээг бараг 2-лог10-аар бууруулсан (бидний нийтлээгүй өгөгдөл).M13 нь нэг судалтай ДНХ вирус (35) ба ~880 нм урт, 6.6 нм диаметртэй (36).М13 судалтай бактериофагийн идэвхгүй байдлын хурд нь жижиг, дугуй бүтэцтэй вирус (MNV, ϕX174, MS2) болон том вирус (AdV2) хоёрын хооронд завсрын түвшинд байв.

Энэхүү судалгаагаар MNV-ийн идэвхгүйжүүлэх кинетик нь товрууны шинжилгээ болон RT-ПГУ-ын шинжилгээнд мэдэгдэхүйц ялгаатай байсан (Зураг 2bболонба в).в).RT-PCR гэх мэт молекулын шинжилгээ нь вирусын идэвхгүй байдлын түвшинг мэдэгдэхүйц дутуу үнэлдэг.25,28), бидний судалгаагаар олдсон.AgNP-MHC нь үндсэндээ вирусын гадаргуутай харилцан үйлчилдэг тул вирусын нуклейн хүчлээс илүү вирусын бүрхүүлийн уураг гэмтэх магадлал өндөр байдаг.Тиймээс вирусын нуклейн хүчлийг хэмжих RT-PCR шинжилгээ нь вирусын идэвхгүй байдлыг мэдэгдэхүйц дутуу үнэлдэг.Ag+ ионуудын нөлөөлөл болон реактив хүчилтөрөгчийн төрлүүд (ROS) үүсэх нь шалгагдсан вирусыг идэвхгүйжүүлэх үүрэгтэй.Гэсэн хэдий ч AgNP-MHC-ийн вирусын эсрэг механизмын олон тал нь тодорхойгүй хэвээр байгаа бөгөөд AdV2-ийн өндөр эсэргүүцлийн механизмыг тодруулахын тулд биотехнологийн аргыг ашиглан нэмэлт судалгаа хийх шаардлагатай байна.

Эцэст нь бид Ag30-MHCs-ийн вирусын эсрэг үйл ажиллагааны бат бөх байдлыг рН-ийн өргөн хүрээний утгыг үзүүлэх, тэдгээрийн вирусын эсрэг үйл ажиллагааг хэмжихийн өмнө цорго болон гадаргын усны дээжээр үнэлэв.Зураг 3болонand4).4).Хэт бага рН-ийн нөхцөлд өртөх нь MHC-ээс AgNPs-ийн физик ба/эсвэл үйл ажиллагааны алдагдалд хүргэсэн (хэвлэгдээгүй өгөгдөл).Өвөрмөц бус тоосонцор байгаа тохиолдолд Ag30-MHC нь MS2-ийн эсрэг вирусын эсрэг идэвхжил буурсан хэдий ч вирусын эсрэг үйл ажиллагааг тогтмол харуулсан.Ag30-MHC болон өндөр булингартай гадаргын усан дахь өвөрмөц бус тоосонцор хоорондын харилцан үйлчлэл нь вирусын эсрэг үйл ажиллагааг бууруулсан байж болзошгүй тул вирусын эсрэг үйл ажиллагаа нь шүүгдээгүй гадаргын усанд хамгийн бага байсан.Хүснэгт 3).Тиймээс янз бүрийн төрлийн усанд (жишээлбэл, өөр өөр давсны агууламжтай эсвэл гумин хүчилтэй) AgNP-MHC-ийн хээрийн үнэлгээг ирээдүйд хийх хэрэгтэй.

Дүгнэж хэлэхэд, шинэ Ag нийлмэл AgNP-MHCs нь ϕX174, MNV зэрэг хэд хэдэн вирусын эсрэг маш сайн вирусын эсрэг үйлчилгээтэй.AgNP-MHCs нь хүрээлэн буй орчны янз бүрийн нөхцөлд хүчтэй үр дүнтэй байдаг бөгөөд эдгээр тоосонцорыг соронзон ашиглан амархан сэргээж, улмаар хүний ​​эрүүл мэнд, хүрээлэн буй орчинд үзүүлэх сөрөг нөлөөллийг бууруулдаг.Энэхүү судалгаа нь AgNP нийлмэл нь байгаль орчны янз бүрийн нөхцөлд экологийн эрсдэлгүй үр дүнтэй вирусын эсрэг үйлчилгээтэй болохыг харуулсан.