රිදී නැනෝ අංශු (AgNPs) විවිධ රෝග කාරක පාලනය කිරීම සඳහා විභව ප්රයෝජනවත් මෙවලමක් ලෙස සැලකේ.කෙසේ වෙතත්, AgNPs පාරිසරික මාධ්‍ය වෙත මුදා හැරීම පිළිබඳ කනස්සල්ලක් පවතී, මන්ද ඒවා අහිතකර මානව සෞඛ්‍ය හා පාරිසරික බලපෑම් ජනනය කළ හැකි බැවිනි.මෙම අධ්‍යයනයේදී, අපි විවිධ ප්‍රමාණයේ AgNPs (AgNP-MHCs) වලින් සරසා ඇති නව මයික්‍රොමීටර ප්‍රමාණයේ චුම්බක දෙමුහුන් කොලොයිඩ් (MHC) සංවර්ධනය කර ඇගයීමට ලක් කළෙමු.විෂබීජ නාශක සඳහා අයදුම් කිරීමෙන් පසු, මෙම අංශු ඒවායේ චුම්බක ගුණාංග භාවිතයෙන් පාරිසරික මාධ්‍යවලින් පහසුවෙන් ප්‍රතිසාධනය කළ හැකි අතර වෛරස් රෝග කාරක අක්‍රිය කිරීම සඳහා ඵලදායීව පවතී.බැක්ටීරියාභක්ෂක ϕX174, murine norovirus (MNV) සහ adenovirus serotype 2 (AdV2) අක්‍රිය කිරීම සඳහා AgNP-MHC වල කාර්යක්ෂමතාවය අපි ඇගයීමට ලක් කළෙමු.මෙම ඉලක්ක වෛරස් 1, 3, සහ 6 පැය සඳහා AgNP-MHC වලට නිරාවරණය කර 25 ° C දී පසුව සමරු ඵලක විශ්ලේෂණය සහ තත්කාලීන TaqMan PCR මගින් විශ්ලේෂණය කරන ලදී.AgNP-MHCs පුළුල් පරාසයක pH මට්ටම්වලට නිරාවරණය වූ අතර විවිධ පාරිසරික තත්ත්වයන් යටතේ ඒවායේ ප්‍රතිවෛරස් බලපෑම් තක්සේරු කිරීම සඳහා ටැප් සහ මතුපිට ජලය වෙත නිරාවරණය විය.පරීක්‍ෂා කරන ලද AgNP-MHC වර්ග තුන අතර, Ag30-MHCs වෛරස් අක්‍රිය කිරීම සඳහා ඉහළම කාර්යක්ෂමතාවය පෙන්නුම් කරයි.1 h සඳහා 4.6 × 109 Ag30-MHCs/ml වලට නිරාවරණය වීමෙන් පසු ϕX174 සහ MNV 2 log10 ට වඩා අඩු විය.මෙම ප්‍රතිඵලවලින් පෙන්නුම් කළේ පරිසරයට මුදා හැරීමේ අවම සම්භාවිතාවක් ඇති වෛරස් රෝග කාරක අක්‍රිය කිරීමට AgNP-MHC භාවිතා කළ හැකි බවයි.

නැනෝ තාක්‍ෂණයේ මෑත කාලීන දියුණුවත් සමඟ, ජෛව තාක්‍ෂණය, වෛද්‍ය විද්‍යාව සහ මහජන සෞඛ්‍ය යන ක්ෂේත්‍රවල නැනෝ අංශු ලොව පුරා වැඩි අවධානයක් යොමු කර ඇත (1,2)ඒවායේ මතුපිට-පරිමාවේ ඉහළ අනුපාතය හේතුවෙන්, නැනෝ-ප්‍රමාණයේ ද්‍රව්‍ය, සාමාන්‍යයෙන් 10 සිට 500 nm දක්වා පරාසයක පවතී, විශාල ද්‍රව්‍ය හා සසඳන විට අද්විතීය භෞතික රසායනික ගුණ ඇත (1)නැනෝ ද්‍රව්‍යවල හැඩය සහ ප්‍රමාණය පාලනය කළ හැකි අතර, ඇතැම් ප්‍රෝටීන සමඟ අන්තර්ක්‍රියා සක්‍රීය කිරීම හෝ අන්තර් සෛලීය අවශෝෂණය (intercellular uptake) සක්‍රීය කිරීම සඳහා විශේෂිත ක්‍රියාකාරී කණ්ඩායම් ඒවායේ පෘෂ්ඨ මත සංයුක්ත කළ හැක.3,–5).

රිදී නැනෝ අංශු (AgNPs) ක්ෂුද්‍ර ජීවී කාරකයක් ලෙස පුළුල් ලෙස අධ්‍යයනය කර ඇත (6)සිහින් හැඳි ගෑරුප්පු සෑදීමේදී, විසිතුරු භාණ්ඩ සඳහා සහ චිකිත්සක කාරක සඳහා රිදී භාවිතා වේ.රිදී සල්ෆඩියාසීන් වැනි රිදී සංයෝග සහ ඇතැම් ලවණ තුවාල සත්කාර නිෂ්පාදන ලෙසත් ඒවායේ ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී ගුණ නිසා බෝවන රෝග සඳහා ප්‍රතිකාර ලෙසත් භාවිතා කර ඇත.6,7)විවිධ වර්ගයේ බැක්ටීරියා සහ වෛරස් අක්‍රිය කිරීම සඳහා AgNP ඉතා ඵලදායී බව මෑත අධ්යයනයන් මගින් අනාවරණය කර ඇත.8,–11)AgNPs සහ Ag+ අයන AgNPs වලින් නිකුත් වන DNA, RNA සහ ප්‍රෝටීන ඇතුළුව පොස්පරස් හෝ සල්ෆර් අඩංගු ජෛව අණු සමඟ සෘජුව අන්තර්ක්‍රියා කරයි (12,–14)ඒවා ප්‍රතික්‍රියාශීලී ඔක්සිජන් විශේෂ (ROS) ජනනය කරන බව ද පෙන්වා දී ඇති අතර එමඟින් ක්ෂුද්‍ර ජීවීන්ගේ පටල වලට හානි සිදු වේ (15)AgNP වල ප්‍රමාණය, හැඩය සහ සාන්ද්‍රණය ද ඒවායේ ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී හැකියාවන්ට බලපාන වැදගත් සාධක වේ (8,10,13,16,17).

ජල පරිසරයක රෝග කාරක පාලනය කිරීම සඳහා AgNP භාවිතා කරන විට ඇති ගැටළු කිහිපයක් පෙර අධ්‍යයනයන් මගින් ද පෙන්වා දී ඇත.පළමුව, ජලයේ වෛරස් රෝග කාරක අක්‍රිය කිරීම සඳහා AgNP වල සඵලතාවය පිළිබඳ දැනට පවතින අධ්‍යයනයන් සීමිතය.මීට අමතරව, monodispersed AgNPs සාමාන්‍යයෙන් ඒවායේ කුඩා ප්‍රමාණය සහ විශාල පෘෂ්ඨ ප්‍රදේශය නිසා අංශු-අංශු සමුච්චයට යටත් වන අතර, මෙම සමස්ථයන් ක්ෂුද්‍රජීවී රෝග කාරක වලට එරෙහිව AgNP වල සඵලතාවය අඩු කරයි (7)අවසාන වශයෙන්, AgNPs විවිධ සයිටොටොක්සික් බලපෑම් ඇති බව පෙන්වා දී ඇත (5,18,–20), සහ AgNPs ජල පරිසරයකට මුදා හැරීම මිනිස් සෞඛ්‍ය හා පාරිසරික ගැටළු ඇති කළ හැකිය.

මෑතකදී, අපි විවිධ ප්‍රමාණයේ AgNP වලින් සරසා ඇති නව මයික්‍රොමීටර ප්‍රමාණයේ චුම්බක දෙමුහුන් කොලොයිඩ් (MHC) නිර්මාණය කළෙමු (21,22)පරිසරයෙන් AgNP සංයෝග ප්‍රතිසාධනය කිරීමට MHC හරය භාවිතා කළ හැක.MHCs (AgNP-MHCs) මත මෙම රිදී නැනෝ අංශු වල ප්‍රතිවෛරස් කාර්යක්ෂමතාවය අපි විවිධ පාරිසරික තත්ත්ව යටතේ bacteriophage ϕX174, murine norovirus (MNV) සහ adenovirus භාවිතා කරමින් ඇගයීමට ලක් කළෙමු.

බැක්ටීරියාභක්ෂක ϕX174 (a), MNV (b) සහ AdV2 (c) වලට එරෙහිව විවිධ සාන්ද්‍රණයන්හි AgNP-MHC වල ප්‍රතිවෛරස් බලපෑම්.ඉලක්ක වෛරස් විවිධ AgNP-MHC සාන්ද්‍රණයන් සමඟ සහ OH-MHC (4.6 × 109 අංශු/මිලි) පාලනයක් ලෙස, සෙලවෙන ඉන්කියුබේටරයක (150 rpm, 1 h, 25 ° C) ප්‍රතිකාර කරන ලදී.ඉතිරිව ඇති වෛරස් මැනීම සඳහා සමරු ඵලක පරීක්ෂණ ක්‍රමය භාවිතා කරන ලදී.අගයන් යනු ස්වාධීන අත්හදා බැලීම් තුනකින් ± සම්මත අපගමනය (SD) වේ.තරු ලකුණු සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් අගයන් දක්වයි (P< 0.05 Dunnett ගේ පරීක්ෂණය සමඟ එක්-මාර්ග ANOVA මගින්).

මෙම අධ්‍යයනයෙන් පෙන්නුම් කළේ AgNP-MHCs බැක්ටීරියාභක්ෂක අක්‍රිය කිරීම සඳහා ඵලදායී වන අතර මානව නොරො වයිරස් සඳහා ආදේශකයක් වන MNV ජලයේ ඇති බවයි.මීට අමතරව, AgNP-MHCs චුම්බකයක් සමඟ පහසුවෙන් ප්‍රතිසාධනය කළ හැකි අතර, විෂ විය හැකි AgNPs පරිසරයට මුදා හැරීම ඵලදායි ලෙස වළක්වයි.ඉලක්කගත ක්ෂුද්‍ර ජීවීන් අක්‍රිය කිරීම සඳහා AgNP වල සාන්ද්‍රණය සහ අංශු ප්‍රමාණය තීරණාත්මක සාධක බව පෙර අධ්‍යයනයන් ගණනාවක් පෙන්වා දී ඇත.8,16,17)AgNP වල ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී බලපෑම් ද ක්ෂුද්‍ර ජීවීන්ගේ වර්ගය මත රඳා පවතී.ϕX174 අක්‍රිය කිරීම සඳහා AgNP-MHC වල කාර්යක්ෂමතාවය මාත්‍රා ප්‍රතිචාර සම්බන්ධතාවයක් අනුගමනය කළේය.පරීක්ෂා කරන ලද AgNP-MHCs අතර, Ag30-MHCs ϕX174 සහ MNV අක්‍රිය කිරීම සඳහා ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයක් ලබා ඇත.MNV සඳහා, Ag30-MHCs පමණක් ප්‍රතිවෛරස් ක්‍රියාකාරකම් පෙන්වූ අතර අනෙකුත් AgNP-MHCs MNV හි සැලකිය යුතු අක්‍රිය වීමක් ජනනය නොකරයි.AgNP-MHCs කිසිවකට AdV2 ට එරෙහිව සැලකිය යුතු ප්‍රතිවෛරස් ක්‍රියාකාරකමක් නොතිබුණි.

අංශු ප්‍රමාණයට අමතරව AgNP-MHC වල රිදී සාන්ද්‍රණය ද වැදගත් විය.AgNP-MHC වල ප්‍රතිවෛරස් බලපෑම් වල කාර්යක්ෂමතාවය තීරණය කිරීම සඳහා රිදී සාන්ද්‍රණය දිස් විය.Ag07-MHCs සහ Ag30-MHCs ද්‍රාවණවල 4.6 × 109 අංශු/මිලි ලීටර් වල රිදී සාන්ද්‍රණය පිළිවෙලින් 28.75 ppm සහ 200 ppm වන අතර ප්‍රතිවෛරස් ක්‍රියාකාරකම් මට්ටම සමඟ සහසම්බන්ධ වේ.වගුව 2පරීක්ෂා කරන ලද AgNP-MHC වල රිදී සාන්ද්‍රණය සහ මතුපිට ප්‍රදේශ සාරාංශ කරයි.Ag07-MHCs අඩුම ප්‍රතිවෛරස් ක්‍රියාකාරකම් ප්‍රදර්ශනය කළ අතර අඩුම රිදී සාන්ද්‍රණය සහ මතුපිට ප්‍රදේශය ඇති අතර, මෙම ගුණාංග AgNP-MHC වල ප්‍රතිවෛරස් ක්‍රියාකාරකම් හා සම්බන්ධ බව යෝජනා කරයි.

අපගේ පෙර අධ්‍යයනයෙන් පෙන්නුම් කළේ AgNP-MHC වල ප්‍රධාන ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී යාන්ත්‍රණයන් වන්නේ ක්ෂුද්‍රජීවී පටල වලින් Mg2+ හෝ Ca2+ අයන රසායනික වියුක්ත කිරීම, පටලවල පිහිටා ඇති තයෝල් කාණ්ඩ සහිත සංකීර්ණ නිර්මාණය කිරීම සහ ප්‍රතික්‍රියාශීලී ඔක්සිජන් විශේෂ (ROS) උත්පාදනය (ROS) (21)AgNP-MHC වලට සාපේක්ෂව විශාල අංශු ප්‍රමාණයක් (∼500 nm) ඇති නිසා, ඒවාට වෛරස් කැප්සිඩයක් විනිවිද යාමට හැකියාවක් නැත.ඒ වෙනුවට, AgNP-MHCs වෛරස් මතුපිට ප්‍රෝටීන සමඟ අන්තර් ක්‍රියා කරන බව පෙනේ.සංයුක්ත මත ඇති AgNPs වෛරස් වල ප්‍රෝටීන වල තැන්පත් කර ඇති තයෝල් කාණ්ඩයේ ජෛව අණු බන්ධනය කිරීමට නැඹුරු වේ.එබැවින්, වයිරස් කැප්සිඩ් ප්‍රෝටීන වල ජෛව රසායනික ගුණාංග AgNP-MHC වලට ඇති සංවේදීතාව තීරණය කිරීම සඳහා වැදගත් වේ.රූපය 1AgNP-MHC වල බලපෑම් වලට වෛරස් වල විවිධ සංවේදීතාවන් පෙන්වයි.බැක්ටීරියාභක්ෂක ϕX174 සහ MNV AgNP-MHC වලට ගොදුරු විය හැකි නමුත් AdV2 ප්‍රතිරෝධී විය.AdV2 හි ඉහළ ප්‍රතිරෝධක මට්ටම එහි ප්‍රමාණය හා ව්‍යුහය සමඟ සම්බන්ධ වීමට ඉඩ ඇත.Adenoviruses ප්‍රමාණය 70 සිට 100 nm දක්වා පරාසයක පවතී (30), ඒවා ϕX174 (27 සිට 33 nm) සහ MNV (28 සිට 35 nm) ට වඩා විශාල කරයි (31,32)විශාල ප්‍රමාණයට අමතරව, ඇඩිනෝ වයිරස් වලට අනෙකුත් වෛරස් මෙන් නොව ද්විත්ව නූල් සහිත DNA ඇති අතර, තාපය සහ UV විකිරණ වැනි විවිධ පාරිසරික ආතතීන්ට ප්‍රතිරෝධී වේ (33,34)අපගේ පෙර අධ්‍යයනය වාර්තා කළේ පැය 6ක් ඇතුළත Ag30-MHC සමඟ MS2 හි 3-log10 අඩුවීමක් සිදු වූ බවයි (21)MS2 සහ ϕX174 විවිධ වර්ගයේ න්‍යෂ්ටික අම්ල (RNA හෝ DNA) සමඟ සමාන ප්‍රමාණ ඇති නමුත් Ag30-MHC මගින් අක්‍රිය වීමේ සමාන අනුපාතයක් ඇත.එබැවින්, න්යෂ්ටික අම්ලයේ ස්වභාවය AgNP-MHC වලට ප්රතිරෝධය සඳහා ප්රධාන සාධකය ලෙස නොපෙනේ.ඒ වෙනුවට, ඇඩිනෝ වයිරසය වඩා විශාල වෛරසයක් බැවින් වෛරස් අංශුවල ප්‍රමාණය සහ හැඩය වඩාත් වැදගත් විය.Ag30-MHCs පැය 6ක් ඇතුළත M13 හි 2-log10 අඩු කිරීමක් අත්කර ගෙන ඇත (අපගේ ප්‍රකාශයට පත් නොකළ දත්ත).M13 යනු තනි නූල් DNA වෛරසයකි (35) සහ දිග ~880 nm සහ විෂ්කම්භය 6.6 nm (36)සූතිකාමය බැක්ටීරියාභක්ෂක M13 අක්‍රිය වීමේ වේගය කුඩා, රවුම් ව්‍යුහගත වෛරස් (MNV, ϕX174, සහ MS2) සහ විශාල වෛරසයක් (AdV2) අතර අතරමැදි විය.

වර්තමාන අධ්‍යයනයේ දී, MNV හි අක්‍රිය චාලක විද්‍යාව සමරු ඵලක තක්සේරුවෙහි සහ RT-PCR විශ්ලේෂණයෙහි සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් විය (රූපය 2bසහසහ c).)RT-PCR වැනි අණුක විශ්ලේෂණයන් වෛරස් වල අක්‍රිය වීමේ අනුපාතය සැලකිය යුතු ලෙස අවතක්සේරු කරන බව දන්නා කරුණකි (25,28), අපගේ අධ්‍යයනයෙන් සොයාගත් පරිදි.AgNP-MHCs මූලික වශයෙන් වෛරස් මතුපිට සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කරන බැවින්, ඒවා වෛරස් න්‍යෂ්ටික අම්ල වලට වඩා වෛරස් කෝට් ප්‍රෝටීන වලට හානි කිරීමට වැඩි ඉඩක් ඇත.එබැවින් වෛරස් නියුක්ලෙයික් අම්ලය මැනීම සඳහා RT-PCR විශ්ලේෂණයක් වෛරස් අක්‍රිය වීම සැලකිය යුතු ලෙස අවතක්සේරු කළ හැකිය.පරීක්ෂා කරන ලද වෛරස් අක්‍රිය වීම සඳහා Ag+ අයන වල බලපෑම සහ ප්‍රතික්‍රියාශීලී ඔක්සිජන් විශේෂ (ROS) උත්පාදනය විය යුතුය.කෙසේ වෙතත්, AgNP-MHCs හි ප්‍රතිවෛරස් යාන්ත්‍රණවල බොහෝ අංශ තවමත් අපැහැදිලි වන අතර, AdV2 හි ඉහළ ප්‍රතිරෝධයේ යාන්ත්‍රණය පැහැදිලි කිරීම සඳහා ජෛව තාක්‍ෂණික ප්‍රවේශයන් භාවිතා කරමින් වැඩිදුර පර්යේෂණ අවශ්‍ය වේ.

අවසාන වශයෙන්, අපි Ag30-MHCs වල ප්‍රතිවෛරස් ක්‍රියාකාරිත්වයේ ශක්තිමත් බව ඇගයීමට ලක් කළේ ඒවා පුළුල් පරාසයක pH අගයන්ට නිරාවරණය කිරීමෙන් සහ ඒවායේ ප්‍රතිවෛරස් ක්‍රියාකාරකම් මැනීමට පෙර ජල සාම්පල තට්ටු කර මතුපිටට ගෙන ඒමෙනි.රූපය 3සහසහ 4).4)අතිශය අඩු pH තත්ත්වයන්ට නිරාවරණය වීම හේතුවෙන් MHC (ප්‍රකාශනය නොකළ දත්ත) වෙතින් AgNP වල භෞතික සහ/හෝ ක්‍රියාකාරී අලාභය සිදු විය.MS2 ට එරෙහිව ප්‍රතිවෛරස් ක්‍රියාකාරීත්වයේ අඩුවීමක් තිබියදීත්, නිශ්චිත නොවන අංශු හමුවේ, Ag30-MHCs ප්‍රතිවෛරස් ක්‍රියාකාරකම් නිරන්තරයෙන් පෙන්වයි.ප්‍රතිවෛරස් ක්‍රියාකාරීත්වය අවම වූයේ පෙරීම නොකළ මතුපිට ජලය තුළය, මන්ද Ag30-MHCs සහ අධික කැළඹිලි සහිත මතුපිට ජලයේ ඇති නිශ්චිත නොවන අංශු අතර අන්තර්ක්‍රියා නිසා ප්‍රතිවෛරස් ක්‍රියාකාරකම් අඩුවීමට හේතු විය හැක (වගුව 3)එබැවින්, විවිධ වර්ගයේ ජලයෙහි (උදා: විවිධ ලුණු සාන්ද්‍රණයන් හෝ හියුමික් අම්ලය සහිත) AgNP-MHC වල ක්ෂේත්‍ර ඇගයීම් අනාගතයේදී සිදු කළ යුතුය.

අවසාන වශයෙන්, නව Ag සංයෝග, AgNP-MHCs, ϕX174 සහ MNV ඇතුළු වෛරස් කිහිපයකට එරෙහිව විශිෂ්ට ප්රතිවෛරස් හැකියාවන් ඇත.AgNP-MHCs විවිධ පාරිසරික තත්ත්වයන් යටතේ ශක්තිමත් කාර්යක්ෂමතාවයක් පවත්වා ගෙන යන අතර, මෙම අංශු චුම්බකයක් භාවිතයෙන් පහසුවෙන් ප්‍රතිසාධනය කළ හැකි අතර එමඟින් මිනිස් සෞඛ්‍යයට සහ පරිසරයට ඇති විය හැකි හානිකර බලපෑම් අඩු කරයි.මෙම අධ්‍යයනයෙන් පෙන්නුම් කළේ සැලකිය යුතු පාරිසරික අවදානමකින් තොරව විවිධ පාරිසරික සැකසුම් තුළ AgNP සංයුක්තය ඵලදායී ප්‍රතිවෛරසයක් විය හැකි බවයි.