Javascript është aktualisht i çaktivizuar në shfletuesin tuaj.Kur javascript është i çaktivizuar, disa funksione të kësaj faqe interneti nuk do të funksionojnë.
Regjistroni detajet tuaja specifike dhe barnat specifike me interes dhe ne do t'i përputhim informacionet që jepni me artikujt në bazën tonë të të dhënave të gjerë dhe do t'ju dërgojmë një kopje PDF me email në kohën e duhur.
A janë nanogrimcat më të vogla gjithmonë më të mira?Kuptoni efektet biologjike të grumbullimit të nanogrimcave të argjendit të varur nga madhësia në kushte të rëndësishme biologjikisht
Autorë: Bélteky P, Rónavári A, Zakupszky D, Boka E, Igaz N, Szerencsés B, Pfeiffer I, Vágvölgyi C, Kiricsi M, Konya Z
Péter Bélteky,1,* Andrea Rónavári,* Dalma Zakupszky,1 Eszter Boka,1 Nóra Igaz,2 Bettina Szerencsés,3 Ilona Pfeiffer,3 Csaba Vágvölgyi,3 Mónika Kiricsi nga Shkenca Hulumtuese dhe Kimike Mjedisore, , Universiteti i Szeged;2 Departamenti i Biokimisë dhe Biologjisë Molekulare, Fakulteti i Shkencave dhe Informacionit, Universiteti i Szeged, Hungari;3 Departamenti i Mikrobiologjisë, Fakulteti i Shkencave dhe Informacionit, Universiteti i Szeged, Hungari;4MTA-SZTE Grupi Kërkimor i Kinetikës së Reaksionit dhe Kimisë sipërfaqësore, Szeged, Hungari* Këta autorë kontribuan në mënyrë të barabartë në këtë punë.Komunikimi: Zoltán Kónya Departamenti i Kimisë së Aplikuar dhe Mjedisit, Fakulteti i Shkencave dhe Informatikës, Universiteti i Szeged, Sheshi Rerrich 1, Szeged, H-6720, Hungari Telefon +36 62 544620 Email [Mbrojtja e emailit] Qëllimi: Argjendi një nga nanomaterialet më të studiuara, veçanërisht për shkak të aplikimeve të tyre biomjekësore.Megjithatë, për shkak të grumbullimit të nanogrimcave, citotoksiciteti i tyre i shkëlqyer dhe aktiviteti antibakterial shpesh rrezikohen në mjediset biologjike.Në këtë punë, u studiuan sjellja e grumbullimit dhe aktivitetet e lidhura biologjike të tre mostrave të ndryshme të nanogrimcave të argjendit të përfunduara me citrate me një diametër mesatar prej 10, 20 dhe 50 nm.Metoda: Përdorni mikroskop elektronik transmetues për të sintetizuar dhe karakterizuar nanogrimcat, vlerësoni sjelljen e tyre të grumbullimit në vlera të ndryshme pH, përqendrime NaCl, glukozë dhe glutamine me anë të shpërndarjes dinamike të dritës dhe spektroskopisë ultravjollcë-të dukshme.Përveç kësaj, në mjedisin e kulturës qelizore, komponentët si Dulbecco përmirësojnë sjelljen e grumbullimit në Serumin Eagle Medium dhe Fetal Calf.Rezultatet: Rezultatet tregojnë se pH acidik dhe përmbajtja fiziologjike e elektrolitit në përgjithësi nxisin grumbullimin në shkallë mikron, i cili mund të ndërmjetësohet nga formimi i koronës biomolekulare.Vlen të përmendet se grimcat më të mëdha shfaqin rezistencë më të lartë ndaj ndikimeve të jashtme sesa homologët e tyre më të vegjël.Testet in vitro të citotoksicitetit dhe antibakterialit u kryen duke trajtuar qelizat me agregate nanogrimcash në faza të ndryshme grumbullimi.Përfundim: Rezultatet tona zbulojnë një korrelacion të thellë midis stabilitetit koloidal dhe toksicitetit të AgNPs, pasi grumbullimi ekstrem çon në humbje të plotë të aktivitetit biologjik.Shkalla më e lartë e anti-agregimit e vërejtur për grimcat më të mëdha ka një ndikim të rëndësishëm në toksicitetin in vitro, sepse mostra të tilla ruajnë më shumë aktivitet antimikrobik dhe qelizor të gjitarëve.Këto gjetje çojnë në përfundimin se, pavarësisht nga opinioni i përgjithshëm në literaturën përkatëse, synimi i nanogrimcave më të vogla të mundshme mund të mos jetë mënyra më e mirë e veprimit.Fjalët kyçe: rritja e ndërmjetësuar nga fara, stabiliteti koloidal, sjellja e grumbullimit të varur nga madhësia, toksiciteti i dëmtimit të grumbullimit
Ndërsa kërkesa dhe prodhimi i nanomaterialeve vazhdojnë të rriten, gjithnjë e më shumë vëmendje i kushtohet biosigurisë ose aktivitetit biologjik të tyre.Nanogrimcat e argjendit (AgNP) janë një nga përfaqësuesit më të sintetizuar, të hulumtuar dhe më të përdorur të kësaj klase materialesh për shkak të vetive të tyre të shkëlqyera katalitike, optike dhe biologjike.1 Në përgjithësi besohet se karakteristikat unike të nanomaterialeve (përfshirë AgNP-të) i atribuohen kryesisht sipërfaqes së tyre të madhe specifike.Prandaj, problemi i pashmangshëm është çdo proces që ndikon në këtë veçori kryesore, të tilla si madhësia e grimcave, veshja e sipërfaqes ose grumbullimi, nëse do të dëmtojë rëndë vetitë e nanogrimcave që janë kritike për aplikime specifike.
Efektet e madhësisë së grimcave dhe stabilizuesve janë tema që janë dokumentuar relativisht mirë në literaturë.Për shembull, pikëpamja e pranuar përgjithësisht është se nanogrimcat më të vogla janë më toksike se nanogrimcat më të mëdha.2 Në përputhje me literaturën e përgjithshme, studimet tona të mëparshme kanë demonstruar aktivitetin e nanoargjendit të varur nga madhësia në qelizat dhe mikroorganizmat e gjitarëve.3– 5 Veshja sipërfaqësore është një tjetër atribut që ka një ndikim të gjerë në vetitë e nanomaterialeve.Vetëm duke shtuar ose modifikuar stabilizues në sipërfaqen e tij, i njëjti nanomaterial mund të ketë veti krejtësisht të ndryshme fizike, kimike dhe biologjike.Aplikimi i agjentëve mbulues kryhet më shpesh si pjesë e sintezës së nanogrimcave.Për shembull, nanogrimcat e argjendit të përfunduara me citrate janë një nga AgNP-të më të rëndësishme në hulumtim, të cilat sintetizohen duke reduktuar kripërat e argjendit në një zgjidhje stabilizues të zgjedhur si medium reagimi.6 Citrati mund të përfitojë lehtësisht nga kostoja e tij e ulët, disponueshmëria, biokompatibiliteti dhe afiniteti i fortë për argjendin, gjë që mund të reflektohet në ndërveprime të ndryshme të propozuara, nga adsorbimi i kthyeshëm i sipërfaqes deri te ndërveprimet jonike.Molekulat e vogla dhe jonet poliatomike afër 7,8, të tilla si citratet, polimeret, polielektrolitet dhe agjentët biologjikë përdoren gjithashtu zakonisht për të stabilizuar nano-argjendin dhe për të kryer funksionalizime unike mbi të.9-12
Edhe pse mundësia e ndryshimit të aktivitetit të nanogrimcave nga mbulimi i qëllimshëm i sipërfaqes është një zonë shumë interesante, roli kryesor i kësaj veshjeje sipërfaqësore është i papërfillshëm, duke siguruar stabilitet koloidal për sistemin e nanogrimcave.Sipërfaqja e madhe specifike e nanomaterialeve do të prodhojë energji të madhe sipërfaqësore, e cila pengon aftësinë termodinamike të sistemit për të arritur energjinë e tij minimale.13 Pa stabilizimin e duhur, kjo mund të çojë në grumbullimin e nanomaterialeve.Agregimi është formimi i agregateve të grimcave të formave dhe madhësive të ndryshme që ndodh kur grimcat e shpërndara takohen dhe ndërveprimet termodinamike aktuale i lejojnë grimcat të ngjiten me njëra-tjetrën.Prandaj, stabilizuesit përdoren për të parandaluar grumbullimin duke futur një forcë mjaftueshëm të madhe refuzuese midis grimcave për të kundërshtuar tërheqjen e tyre termodinamike.14
Megjithëse tema e madhësisë së grimcave dhe mbulimit të sipërfaqes është eksploruar tërësisht në kontekstin e rregullimit të aktiviteteve biologjike të shkaktuara nga nanogrimcat, grumbullimi i grimcave është një zonë kryesisht e lënë pas dore.Nuk ka pothuajse asnjë studim të plotë për të zgjidhur stabilitetin koloidal të nanogrimcave në kushte të rëndësishme biologjikisht.10,15-17 Përveç kësaj, ky kontribut është veçanërisht i rrallë, ku është studiuar edhe toksiciteti i lidhur me grumbullimin, edhe nëse mund të shkaktojë reaksione të padëshiruara, si tromboza vaskulare, ose humbje të karakteristikave të dëshiruara, si toksiciteti i tij, si p.sh. treguar në figurën 1.18, 19 treguar.Në fakt, një nga pak mekanizmat e njohur të rezistencës së nanogrimcave të argjendit lidhet me grumbullimin, sepse disa shtame E. coli dhe Pseudomonas aeruginosa raportohet se reduktojnë ndjeshmërinë e tyre ndaj nano-argjendit duke shprehur proteinën flagellin, flagelin.Ka një afinitet të lartë për argjendin, duke nxitur kështu grumbullimin.20
Ekzistojnë disa mekanizma të ndryshëm që lidhen me toksicitetin e nanogrimcave të argjendit dhe grumbullimi ndikon në të gjithë këta mekanizma.Metoda më e diskutuar e aktivitetit biologjik AgNP, e cilësuar ndonjëherë si mekanizmi "Kali i Trojës", i konsideron AgNP-të si bartës të Ag+.1,21 Mekanizmi i kalit të Trojës mund të sigurojë një rritje të madhe të përqendrimit lokal të Ag+, gjë që çon në gjenerimin e ROS dhe depolarizimit të membranës.22-24 Agregimi mund të ndikojë në çlirimin e Ag+, duke ndikuar kështu në toksicitetin, sepse zvogëlon sipërfaqen aktive aktive ku jonet e argjendit mund të oksidohen dhe treten.Megjithatë, AgNP-të jo vetëm që do të shfaqin toksicitet nëpërmjet çlirimit të joneve.Duhet të merren parasysh shumë ndërveprime të madhësisë dhe morfologjisë.Midis tyre, madhësia dhe forma e sipërfaqes së nanogrimcave janë karakteristikat përcaktuese.4,25 Mbledhja e këtyre mekanizmave mund të kategorizohet si "mekanizma të toksicitetit të induktuar".Ka potencialisht shumë reaksione mitokondriale dhe membranore sipërfaqësore që mund të dëmtojnë organelet dhe të shkaktojnë vdekjen e qelizave.25-27 Meqenëse formimi i agregateve ndikon natyrshëm në madhësinë dhe formën e objekteve që përmbajnë argjend të njohura nga sistemet e gjalla, këto ndërveprime gjithashtu mund të ndikohen.
Në punimin tonë të mëparshëm mbi grumbullimin e nanogrimcave të argjendit, ne demonstruam një procedurë efektive të shqyrtimit të përbërë nga eksperimente kimike dhe biologjike in vitro për të studiuar këtë problem.19 Shpërndarja dinamike e dritës (DLS) është teknika e preferuar për këto lloje inspektimesh, sepse materiali mund të shpërndajë fotone në një gjatësi vale të krahasueshme me madhësinë e grimcave të tij.Meqenëse shpejtësia e lëvizjes Browniane të grimcave në mjedisin e lëngshëm lidhet me madhësinë, ndryshimi në intensitetin e dritës së shpërndarë mund të përdoret për të përcaktuar diametrin mesatar hidrodinamik (Z-mesatarja) e mostrës së lëngshme.28 Përveç kësaj, duke aplikuar një tension në kampion, potenciali zeta (potenciali ζ) i nanogrimcës mund të matet në mënyrë të ngjashme me vlerën mesatare Z.13,28 Nëse vlera absolute e potencialit zeta është mjaft e lartë (sipas udhëzimeve të përgjithshme> ±30 mV), ajo do të gjenerojë zmbrapsje të fortë elektrostatike midis grimcave për të kundërshtuar grumbullimin.Rezonanca karakteristike e plazmonit sipërfaqësor (SPR) është një fenomen optik unik, i atribuar kryesisht nanogrimcave të metaleve të çmuara (kryesisht Au dhe Ag).29 Bazuar në lëkundjet elektronike (plazmonet sipërfaqësore) të këtyre materialeve në shkallë nano, dihet se AgNP-të sferike kanë një kulm karakteristik të përthithjes UV-Vis afër 400 nm.30 Intensiteti dhe zhvendosja e gjatësisë së valës së grimcave përdoren për të plotësuar rezultatet e DLS, pasi kjo metodë mund të përdoret për të zbuluar grumbullimin e nanogrimcave dhe adsorbimin sipërfaqësor të biomolekulave.
Bazuar në informacionin e marrë, analizat e qëndrueshmërisë së qelizave (MTT) dhe antibakteriale kryhen në një mënyrë në të cilën toksiciteti i AgNP përshkruhet si një funksion i nivelit të grumbullimit, në vend të përqendrimit të nanogrimcave (faktori më i përdorur).Kjo metodë unike na lejon të demonstrojmë rëndësinë e thellë të nivelit të grumbullimit në aktivitetin biologjik, sepse, për shembull, AgNP-të e përfunduara me citrate humbasin plotësisht aktivitetin e tyre biologjik brenda pak orësh për shkak të grumbullimit.19
Në punën aktuale, ne synojmë të zgjerojmë shumë kontributet tona të mëparshme në stabilitetin e koloideve të lidhura me bio dhe ndikimin e tyre në aktivitetin biologjik duke studiuar efektin e madhësisë së nanogrimcave në grumbullimin e nanogrimcave.Ky është padyshim një nga studimet e nanogrimcave.Një perspektivë e profilit më të lartë dhe 31 Për të hetuar këtë çështje, u përdor një metodë e rritjes e ndërmjetësuar nga fara për të prodhuar AgNP të përfunduara me citrate në tre diapazon të madhësive të ndryshme (10, 20 dhe 50 nm).6,32 si një nga metodat më të zakonshme.Për nanomaterialet që përdoren gjerësisht dhe në mënyrë rutinore në aplikimet mjekësore, zgjidhen AgNP-të e përfunduara me citrate të madhësive të ndryshme për të studiuar varësinë e mundshme të madhësisë së vetive biologjike të nanoargjendit të lidhura me grumbullimin.Pas sintetizimit të AgNP-ve të madhësive të ndryshme, ne karakterizuam mostrat e prodhuara me mikroskop elektronik transmetues (TEM), dhe më pas ekzaminuam grimcat duke përdorur procedurën e sipërpërmendur të shqyrtimit.Për më tepër, në prani të kulturave qelizore in vitro, Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM) dhe Serum Fetal Bovine (FBS), sjellja e grumbullimit të varur nga madhësia dhe sjellja e saj u vlerësuan në vlera të ndryshme pH, NaCl, glukozë dhe përqendrime glutamine.Karakteristikat e citotoksicitetit përcaktohen në kushte gjithëpërfshirëse.Konsensusi shkencor tregon se në përgjithësi, grimcat më të vogla janë të preferueshme;hetimi ynë ofron një platformë kimike dhe biologjike për të përcaktuar nëse ky është rasti.
Tre nanogrimca argjendi me diapazon të madhësive të ndryshme u përgatitën me metodën e rritjes së ndërmjetësuar nga fara e propozuar nga Wan et al., me rregullime të lehta.6 Kjo metodë bazohet në reduktimin kimik, duke përdorur nitratin e argjendit (AgNO3) si burim argjendi, borohidridin e natriumit (NaBH4) si agjent reduktues dhe citratin e natriumit si stabilizues.Së pari, përgatitni 75 mL tretësirë ​​ujore citrat 9 mM nga dihidrati i citratit të natriumit (Na3C6H5O7 x 2H2O) dhe ngroheni në 70°C.Më pas, në mjedisin e reaksionit u shtuan 2 mL tretësirë ​​AgNO3 1% w/v dhe më pas tretësira e sapopërgatitur e borohidridit të natriumit (2 mL 0,1% w/v) u hodh në përzierje me pika.Suspensioni i verdhë-kafe që rezulton u mbajt në 70°C me nxitje të fuqishme për 1 orë, dhe më pas u fto në temperaturën e dhomës.Mostra që rezulton (që tani e tutje quhet AgNP-I) përdoret si bazë për rritjen e ndërmjetësuar nga fara në hapin tjetër të sintezës.
Për të sintetizuar një suspension grimcash me përmasa mesatare (të shënuar si AgNP-II), ngrohni 90 ml tretësirë ​​citrati 7,6 mM në 80°C, përzieni me 10 ml AgNP-I dhe më pas përzieni 2 ml 1% w/v tretësirën AgNO3. u mbajt nën trazim të fuqishëm mekanik për 1 orë, dhe më pas kampioni u fto në temperaturën e dhomës.
Për grimcën më të madhe (AgNP-III), përsëritni të njëjtin proces rritjeje, por në këtë rast, përdorni 10 mL AgNP-II si suspension të farës.Pasi mostrat arrijnë temperaturën e dhomës, ato vendosin përqendrimin e tyre nominal të Ag bazuar në përmbajtjen totale të AgNO3 në 150 ppm duke shtuar ose avulluar tretës shtesë në 40°C dhe në fund i ruajnë në 4°C deri në përdorim të mëtejshëm.
Përdorni mikroskopin elektronik të transmisionit FEI Tecnai G2 20 X-Twin (TEM) (Qendra e Korporatës FEI, Hillsboro, Oregon, SHBA) me tension nxitimi 200 kV për të ekzaminuar karakteristikat morfologjike të nanogrimcave dhe për të kapur modelin e difraksionit të tyre elektronik (ED).Të paktën 15 imazhe përfaqësuese (~ 750 grimca) u vlerësuan duke përdorur paketën softuerike ImageJ dhe histogramet që rezultuan (dhe të gjithë grafikët në të gjithë studimin) u krijuan në OriginPro 2018 (OriginLab, Northampton, MA, SHBA) 33, 34.
Diametri mesatar hidrodinamik (Z-mesatarja), potenciali zeta (ζ-potenciali) dhe rezonanca karakteristike e plazmonit sipërfaqësor (SPR) të mostrave u matën për të ilustruar vetitë e tyre fillestare koloidale.Diametri mesatar hidrodinamik dhe potenciali zeta i kampionit u matën me instrumentin Malvern Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments, Malvern, UK) duke përdorur qeliza kapilare të palosura të disponueshme në 37±0.1°C.Spektrofotometri Ocean Optics 355 DH-2000-BAL UV-Vis (Halma PLC, Largo, FL, USA) u përdor për të marrë karakteristikat karakteristike SPR nga spektri i absorbimit UV-Vis të mostrave në intervalin 250-800 nm.
Gjatë gjithë eksperimentit, tre lloje të ndryshme matjesh që lidhen me stabilitetin koloidal u kryen në të njëjtën kohë.Përdorni DLS për të matur diametrin mesatar hidrodinamik (mesatarja Z) dhe potencialin zeta (potenciali ζ) të grimcave, sepse mesatarja Z lidhet me madhësinë mesatare të agregateve të nanogrimcave dhe potenciali zeta tregon nëse zmbrapsja elektrostatike në sistem është mjaft i fortë për të kompensuar tërheqjen e Van der Waals midis nanogrimcave.Matjet bëhen në tre kopje, dhe devijimi standard i mesatares Z dhe potencialit zeta llogaritet nga softueri Zetasizer.Spektrat karakteristikë SPR të grimcave vlerësohen me spektroskopi UV-Vis, sepse ndryshimet në intensitetin e pikut dhe gjatësinë e valës mund të tregojnë grumbullim dhe ndërveprime sipërfaqësore.29,35 Në fakt, rezonanca e plazmonit sipërfaqësor në metalet e çmuara është aq ndikuese sa ka çuar në metoda të reja të analizës së biomolekulave.29,36,37 Përqendrimi i AgNP-ve në përzierjen eksperimentale është rreth 10 ppm, dhe qëllimi është që të vendoset intensiteti i përthithjes maksimale fillestare të SPR në 1. Eksperimenti u krye në një mënyrë të varur nga koha në 0;1.5;3;6;12 dhe 24 orë në kushte të ndryshme biologjikisht të rëndësishme.Më shumë detaje që përshkruajnë eksperimentin mund të shihen në punën tonë të mëparshme.19 Me pak fjalë, vlera të ndryshme pH (3; 5; 7.2 dhe 9), përqendrime të ndryshme të klorurit të natriumit (10 mM; 50 mM; 150 mM), glukozës (3.9 mM; 6.7 mM) dhe glutaminës (4 mM), dhe gjithashtu përgatiti Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) dhe Serum Fetal Bovine (FBS) (në ujë dhe DMEM) si sisteme model, dhe studioi efektet e tyre në sjelljen e grumbullimit të nanogrimcave të argjendit të sintetizuara.pH Vlerat e NaCl, glukozës dhe glutaminës vlerësohen në bazë të përqendrimeve fiziologjike, ndërsa sasitë e DMEM dhe FBS janë të njëjta me nivelet e përdorura në të gjithë eksperimentin in vitro.38-42 Të gjitha matjet u kryen në pH 7.2 dhe 37°C me një përqendrim konstant të kripës në sfond prej 10 mM NaCl për të eliminuar çdo ndërveprim të grimcave në distanca të gjata (me përjashtim të disa eksperimenteve të lidhura me pH dhe NaCl, ku këto atribute janë variablat nën studim).28 Lista e kushteve të ndryshme është përmbledhur në tabelën 1. Eksperimenti i shënuar me † përdoret si referencë dhe korrespondon me një kampion që përmban 10 mM NaCl dhe pH 7.2.
Linja qelizore e kancerit të prostatës njerëzore (DU145) dhe keratinocitet e pavdekshme njerëzore (HaCaT) u morën nga ATCC (Manassas, VA, SHBA).Qelizat kultivohen në mënyrë rutinore në mediumin minimal esencial të Dulbecco Eagle (DMEM) që përmban 4,5 g/L glukozë (Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, USA), plotësuar me 10% FBS, 2 mM L-glutaminë, 0,01% Streptomicinë dhe 0,00% Penicilina (Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, SHBA).Qelizat kultivohen në një inkubator 37°C nën 5% CO2 dhe 95% lagështi.
Për të eksploruar ndryshimet në citotoksicitetin AgNP të shkaktuar nga grumbullimi i grimcave në një mënyrë të varur nga koha, u krye një analizë MTT me dy hapa.Së pari, qëndrueshmëria e dy llojeve të qelizave u mat pas trajtimit me AgNP-I, AgNP-II dhe AgNP-III.Për këtë qëllim, të dy llojet e qelizave u mbollën në pllaka 96 pusesh me një densitet prej 10,000 qelizash/pus dhe u trajtuan me tre madhësi të ndryshme nanogrimcash argjendi në përqendrime në rritje në ditën e dytë.Pas 24 orësh trajtimi, qelizat u lanë me PBS dhe u inkubuan me 0.5 mg/mL reagent MTT (SERVA, Heidelberg, Gjermani) të holluar në mjedis kulture për 1 orë në 37°C.Kristalet e Formazanit u tretën në DMSO (Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO, SHBA) dhe thithja u mat në 570 nm duke përdorur një lexues të pllakave Synergy HTX (BioTek-Hungari, Budapest, Hungari).Vlera e përthithjes së mostrës së kontrollit të patrajtuar konsiderohet të jetë shkalla e mbijetesës 100%.Kryeni të paktën 3 eksperimente duke përdorur katër kopje të pavarura biologjike.IC50 llogaritet nga një kurbë e përgjigjes së dozës bazuar në rezultatet e vitalitetit.
Më pas, në hapin e dytë, duke inkubuar grimcat me 150 mM NaCl për periudha të ndryshme kohore (0, 1.5, 3, 6, 12 dhe 24 orë) përpara trajtimit të qelizave, u prodhuan gjendje të ndryshme grumbullimi të nanogrimcave të argjendit.Më pas, u krye e njëjta analizë MTT siç u përshkrua më parë për të vlerësuar ndryshimet në qëndrueshmërinë e qelizave të prekura nga grumbullimi i grimcave.Përdorni GraphPad Prism 7 për të vlerësuar rezultatin përfundimtar, përllogaritni rëndësinë statistikore të eksperimentit me anë të testit t të paçiftuar dhe shënoni nivelin e tij si * (p ≤ 0,05), ** (p ≤ 0,01), *** (p ≤ 0,001 ) Dhe **** (p ≤ 0,0001).
Tre madhësi të ndryshme të nanogrimcave të argjendit (AgNP-I, AgNP-II dhe AgNP-III) u përdorën për ndjeshmërinë antibakteriale ndaj Cryptococcus neoformans IFM 5844 (IFM; Qendra Kërkimore për Kërpudhat Patogjene dhe Toksikologjinë Mikrobiale, Universiteti Chiba TestMCMC31) dhe Bacilium S. (SZMC: Szeged Microbiology Collection) dhe E. coli SZMC 0582 në medium RPMI 1640 (Sigma-Aldrich Co.).Për të vlerësuar ndryshimet në aktivitetin antibakterial të shkaktuar nga grumbullimi i grimcave, së pari, përqendrimi i tyre minimal frenues (MIC) u përcaktua me mikrohollim në një pllakë me mikrotitër 96 pusesh.Në 50 μL suspension të standardizuar të qelizave (5 × 104 qeliza/mL në mjedisin RPMI 1640), shtoni 50 μL suspension nanogrimcash argjendi dhe holloni në mënyrë seri dyfishin e përqendrimit (në mjedisin e sipërpërmendur, diapazoni është 0 dhe 75 ppm, domethënë, kampioni i kontrollit përmban 50 μL suspension qelizor dhe 50 μL medium pa nanogrimca).Më pas, pllaka u inkubua në 30°C për 48 orë dhe dendësia optike e kulturës u mat në 620 nm duke përdorur një lexues të pllakave SPECTROstar Nano (BMG LabTech, Offenburg, Gjermani).Eksperimenti u krye tre herë në tre kopje.
Me përjashtim të faktit që në këtë kohë u përdorën 50 μL të mostrave të vetme të nanogrimcave të grumbulluara, e njëjta procedurë siç u përshkrua më parë u përdor për të ekzaminuar efektin e grumbullimit në aktivitetin antibakterial në shtamet e lartpërmendura.Gjendje të ndryshme grumbullimi të nanogrimcave të argjendit prodhohen duke inkubuar grimcat me 150 mM NaCl për periudha të ndryshme kohore (0, 1.5, 3, 6, 12 dhe 24 orë) përpara përpunimit të qelizave.Një suspension i plotësuar me 50 μL medium RPMI 1640 është përdorur si kontroll i rritjes, ndërsa për të kontrolluar toksicitetin është përdorur një suspension me nanogrimca jo të grumbulluara.Eksperimenti u krye tre herë në tre kopje.Përdorni GraphPad Prism 7 për të vlerësuar përsëri rezultatin përfundimtar, duke përdorur të njëjtën analizë statistikore si analiza MTT.
Niveli i grumbullimit të grimcave më të vogla (AgNP-I) është karakterizuar, dhe rezultatet janë publikuar pjesërisht në punën tonë të mëparshme, por për një krahasim më të mirë, të gjitha grimcat u ekzaminuan plotësisht.Të dhënat eksperimentale janë mbledhur dhe diskutuar në seksionet e mëposhtme.Tre madhësi të AgNP.19
Matjet e kryera nga TEM, UV-Vis dhe DLS verifikuan sintezën e suksesshme të të gjitha mostrave AgNP (Figura 2A-D).Sipas rreshtit të parë të figurës 2, grimca më e vogël (AgNP-I) tregon një morfologji uniforme sferike me një diametër mesatar prej rreth 10 nm.Metoda e rritjes së ndërmjetësuar nga fara siguron gjithashtu AgNP-II dhe AgNP-III me diapazon të ndryshëm të madhësive me diametra mesatarë të grimcave afërsisht 20 nm dhe 50 nm, respektivisht.Sipas devijimit standard të shpërndarjes së grimcave, madhësitë e tre mostrave nuk mbivendosen, gjë që është e rëndësishme për analizën e tyre krahasuese.Duke krahasuar raportin mesatar të pamjes dhe raportin e hollësisë së projeksioneve 2D të grimcave të bazuara në TEM, supozohet se sfericiteti i grimcave vlerësohet nga plug-in e filtrit të formës së ImageJ (Figura 2E).43 Sipas analizës së formës së grimcave, raporti i pamjes së tyre (ana e madhe/ana e shkurtër e drejtkëndëshit kufizues më të vogël) nuk ndikohet nga rritja e grimcave dhe raporti i hollësisë së tyre (zona e matur e rrethit perfekt përkatës/zonës teorike ) gradualisht zvogëlohet.Kjo rezulton në gjithnjë e më shumë grimca poliedrike, të cilat në teori janë krejtësisht të rrumbullakëta, që korrespondojnë me një raport të hollësishëm prej 1.
Figura 2 Imazhi i mikroskopit elektronik transmetues (TEM) (A), modeli i difraksionit të elektronit (ED) (B), histogrami i shpërndarjes së madhësisë (C), spektri karakteristik i absorbimit të dritës ultravjollcë-të dukshme (UV-Vis) (D) dhe citrati mesatar i lëngut -Nanogrimcat e mbyllura të argjendit me diametër mekanik (mesatarja Z), potencial zeta, raporti i pamjes dhe raporti i trashësisë (E) kanë tre diapazon të madhësive të ndryshme: AgNP-I është 10 nm (rreshti i sipërm), AgNP -II është 20 nm (rreshti i mesëm ), AgNP-III (rreshti i poshtëm) është 50 nm.
Megjithëse natyra ciklike e metodës së rritjes ndikoi në formën e grimcave në një farë mase, duke rezultuar në sfericitetin më të vogël të AgNP-ve më të mëdhenj, të tre mostrat mbetën pothuajse sferike.Përveç kësaj, siç tregohet në modelin e difraksionit të elektroneve në figurën 2B, nano Kristaliniteti i grimcave nuk ndikohet.Unaza e shquar e difraksionit - e cila mund të lidhet me indekset (111), (220), (200) dhe (311) Miller të argjendit - është shumë në përputhje me literaturën shkencore dhe kontributet tona të mëparshme.9, 19,44 Fragmentimi i unazës Debye-Scherrer të AgNP-II dhe AgNP-III është për shkak të faktit se imazhi ED kapet me të njëjtën zmadhim, kështu që me rritjen e madhësisë së grimcave, numri i grimcave të difraktuara për sipërfaqja e njësisë rritet dhe zvogëlohet.
Dihet se madhësia dhe forma e nanogrimcave ndikojnë në aktivitetin biologjik.3,45 Aktiviteti katalitik dhe biologjik i varur nga forma mund të shpjegohet me faktin se forma të ndryshme priren të shtojnë disa fytyra kristalore (që kanë indekse të ndryshme Miller), dhe këto fytyra kristalore kanë aktivitete të ndryshme.45,46 Meqenëse grimcat e përgatitura ofrojnë rezultate të ngjashme ED që korrespondojnë me karakteristika shumë të ngjashme kristalore, mund të supozohet se në eksperimentet tona të mëvonshme të stabilitetit koloidal dhe aktivitetit biologjik, çdo ndryshim i vëzhguar duhet t'i atribuohet madhësisë së Nanogrimcave, jo vetive të lidhura me formën.
Rezultatet UV-Vis të përmbledhura në Figurën 2D theksojnë më tej natyrën sferike dërrmuese të AgNP të sintetizuar, sepse majat SPR të të tre mostrave janë rreth 400 nm, që është një vlerë karakteristike e nanogrimcave sferike të argjendit.29,30 Spektrat e kapur konfirmuan gjithashtu rritjen e suksesshme të nanoargjendit të ndërmjetësuar nga fara.Ndërsa madhësia e grimcave rritet, gjatësia e valës që korrespondon me përthithjen maksimale të dritës së AgNP-II - më e dukshme - Sipas literaturës, AgNP-III përjetoi një zhvendosje të kuqe.6,29
Lidhur me stabilitetin fillestar koloidal të sistemit AgNP, DLS u përdor për të matur diametrin mesatar hidrodinamik dhe potencialin zeta të grimcave në pH 7.2.Rezultatet e paraqitura në figurën 2E tregojnë se AgNP-III ka stabilitet koloidal më të lartë se AgNP-I ose AgNP-II, sepse udhëzimet e zakonshme tregojnë se një potencial zeta prej 30 mV absolut është i nevojshëm për stabilitetin afatgjatë koloidal Ky gjetje mbështetet më tej kur vlera mesatare Z (e marrë si diametri mesatar hidrodinamik i grimcave të lira dhe të grumbulluara) krahasohet me madhësinë e grimcave primare të marra nga TEM, sepse sa më afër të jenë dy vlerat, aq më e butë është shkalla e Grumbullimit në kampion.Në fakt, mesatarja Z e AgNP-I dhe AgNP-II është mjaft më e lartë se madhësia e grimcave të tyre kryesore të vlerësuara nga TEM, kështu që krahasuar me AgNP-III, këto mostra parashikohet të kenë më shumë gjasa të grumbullohen, ku potenciali zeta shumë negativ shoqërohet me një madhësi të afërt Vlera mesatare Z.
Shpjegimi për këtë fenomen mund të jetë i dyfishtë.Nga njëra anë, përqendrimi i citratit mbahet në një nivel të ngjashëm në të gjitha hapat e sintezës, duke siguruar një sasi relativisht të lartë të grupeve të sipërfaqes së ngarkuar për të parandaluar zvogëlimin e sipërfaqes specifike të grimcave në rritje.Megjithatë, sipas Levak et al., molekulat e vogla si citrat mund të shkëmbehen lehtësisht nga biomolekulat në sipërfaqen e nanogrimcave.Në këtë rast, qëndrueshmëria koloidale do të përcaktohet nga korona e biomolekulave të prodhuara.31 Për shkak se kjo sjellje u vu re edhe në matjet tona të grumbullimit (të diskutuar më në detaje më vonë), vetëm mbulimi i citrateve nuk mund ta shpjegojë këtë fenomen.
Nga ana tjetër, madhësia e grimcave është në përpjesëtim të zhdrejtë me tendencën e grumbullimit në nivelin nanometër.Kjo mbështetet kryesisht nga metoda tradicionale Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek (DLVO), ku tërheqja e grimcave përshkruhet si shuma e forcave tërheqëse dhe refuzuese midis grimcave.Sipas He et al., vlera maksimale e lakores së energjisë DLVO zvogëlohet me madhësinë e nanogrimcave në nanogrimcat e hematitit, duke e bërë më të lehtë arritjen e energjisë minimale primare, duke nxitur kështu grumbullimin e pakthyeshëm (kondensimin).47 Megjithatë, spekulohet se ka aspekte të tjera përtej kufizimeve të teorisë DLVO.Megjithëse graviteti i van der Waals dhe zmbrapsja elektrostatike me dy shtresa janë të ngjashme me rritjen e madhësisë së grimcave, një rishikim nga Hotze et al.propozon që të ketë një efekt më të fortë në grumbullim sesa lejon DLVO.14 Ata besojnë se lakimi i sipërfaqes së nanogrimcave nuk mund të vlerësohet më si një sipërfaqe e sheshtë, duke e bërë vlerësimin matematik të pazbatueshëm.Përveç kësaj, ndërsa madhësia e grimcave zvogëlohet, përqindja e atomeve të pranishme në sipërfaqe bëhet më e lartë, duke çuar në strukturën elektronike dhe sjelljen e ngarkesës sipërfaqësore.Dhe reaktiviteti i sipërfaqes ndryshon, gjë që mund të çojë në një ulje të ngarkesës në shtresën e dyfishtë elektrike dhe të nxisë grumbullimin.
Kur krahasuam rezultatet e DLS të AgNP-I, AgNP-II dhe AgNP-III në figurën 3, ne vumë re se të tre mostrat treguan grumbullim të ngjashëm që nxit pH.Një mjedis shumë acid (pH 3) e zhvendos potencialin zeta të kampionit në 0 mV, duke bërë që grimcat të formojnë agregate me madhësi mikron, ndërsa pH alkaline zhvendos potencialin e tij zeta në një vlerë më të madhe negative, ku grimcat formojnë agregate më të vogla (pH 5 ).Dhe 7.2) ), ose mbeten plotësisht të paagreguara (pH 9).Janë vërejtur gjithashtu disa dallime të rëndësishme midis mostrave të ndryshme.Gjatë gjithë eksperimentit, AgNP-I rezultoi të ishte më i ndjeshëm ndaj ndryshimeve të potencialit zeta të shkaktuara nga pH, sepse potenciali zeta i këtyre grimcave është zvogëluar në pH 7.2 në krahasim me pH 9, ndërsa AgNP-II dhe AgNP-III treguan vetëm A. ndryshimi i konsiderueshëm në ζ është rreth pH 3. Përveç kësaj, AgNP-II tregoi ndryshime më të ngadalta dhe potencial zeta të moderuar, ndërsa AgNP-III tregoi sjelljen më të butë të të treve, sepse sistemi tregoi vlerën më të lartë zeta absolute dhe lëvizjen e ngadaltë të tendencës, duke treguar AgNP-III Më rezistent ndaj grumbullimit të shkaktuar nga pH.Këto rezultate janë në përputhje me rezultatet mesatare të matjes së diametrit hidrodinamik.Duke marrë parasysh madhësinë e grimcave të abetareve të tyre, AgNP-I tregoi grumbullim gradual konstant në të gjitha vlerat e pH, me shumë gjasa për shkak të sfondit 10 mM NaCl, ndërsa AgNP-II dhe AgNP-III treguan domethënës vetëm në grumbullimin e pH 3.Dallimi më interesant është se pavarësisht nga madhësia e madhe e nanogrimcave, AgNP-III formon agregatet më të vogla në pH 3 në 24 orë, duke theksuar vetitë e tij kundër grumbullimit.Duke pjesëtuar mesataren e Z të AgNPs në pH 3 pas 24 orësh me vlerën e kampionit të përgatitur, mund të vërehet se përmasat relative të agregatit të AgNP-I dhe AgNP-II janë rritur me 50 herë, 42 herë dhe 22 herë. , respektivisht.III.
Figura 3 Rezultatet dinamike të shpërndarjes së dritës të mostrës së nanogrimcave të argjendit të përfunduara me citrate me madhësi në rritje (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II dhe 50 nm: AgNP-III) shprehen si diametri mesatar hidrodinamik (mesatarja Z ) (djathtas) Në kushte të ndryshme pH, potenciali zeta (majtas) ndryshon brenda 24 orëve.
Grumbullimi i vëzhguar i varur nga pH ndikoi gjithashtu në rezonancën karakteristike të plazmonit sipërfaqësor (SPR) të mostrave AgNP, siç dëshmohet nga spektri i tyre UV-Vis.Sipas Figurës Suplementare S1, grumbullimi i të tre suspensioneve të nanogrimcave të argjendit pasohet nga një reduktim në intensitetin e majave të tyre SPR dhe një zhvendosje e moderuar e kuqe.Shtrirja e këtyre ndryshimeve në funksion të pH është në përputhje me shkallën e grumbullimit të parashikuar nga rezultatet e DLS, megjithatë, janë vërejtur disa tendenca interesante.Ndryshe nga intuita, rezulton se AgNP-II e mesme është më e ndjeshme ndaj ndryshimeve SPR, ndërsa dy mostrat e tjera janë më pak të ndjeshme.Në kërkimin SPR, 50 nm është kufiri teorik i madhësisë së grimcave, i cili përdoret për të dalluar grimcat bazuar në vetitë e tyre dielektrike.Grimcat më të vogla se 50 nm (AgNP-I dhe AgNP-II) mund të përshkruhen si dipole të thjeshta dielektrike, ndërsa grimcat që arrijnë ose tejkalojnë këtë kufi (AgNP-III) kanë veti dielektrike më komplekse dhe rezonanca e tyre brezi ndahet në ndryshime multimodale. .Në rastin e dy mostrave më të vogla të grimcave, AgNP-të mund të konsiderohen si dipole të thjeshta dhe plazma mund të mbivendoset lehtësisht.Ndërsa madhësia e grimcave rritet, ky bashkim në thelb prodhon një plazmë më të madhe, e cila mund të shpjegojë ndjeshmërinë më të lartë të vërejtur.29 Megjithatë, për grimcat më të mëdha, vlerësimi i thjeshtë i dipolit nuk është i vlefshëm kur mund të ndodhin edhe gjendje të tjera bashkimi, gjë që mund të shpjegojë tendencën e zvogëluar të AgNP-III për të treguar ndryshime spektrale.29
Në kushtet tona eksperimentale, është vërtetuar se vlera e pH ka një efekt të thellë në stabilitetin koloidal të nanogrimcave të argjendit të veshura me citrate të madhësive të ndryshme.Në këto sisteme, stabiliteti sigurohet nga grupet -COO- të ngarkuara negativisht në sipërfaqen e AgNP-ve.Grupi funksional karboksilate i jonit citrat protonohet në një numër të madh jonesh H+, kështu që grupi karboksilate i krijuar nuk mund të sigurojë më zmbrapsje elektrostatike ndërmjet grimcave, siç tregohet në rreshtin e sipërm të figurës 4. Sipas parimit të Le Chatelier, AgNP mostrat grumbullohen shpejt në pH 3, por gradualisht bëhen gjithnjë e më të qëndrueshme me rritjen e pH.
Figura 4 Mekanizmi skematik i ndërveprimit sipërfaqësor i përcaktuar nga grumbullimi nën pH të ndryshëm (rreshti i sipërm), përqendrimi i NaCl (rreshti i mesëm) dhe biomolekulat (rreshti i poshtëm).
Sipas figurës 5, qëndrueshmëria koloidale në suspensionet AgNP të madhësive të ndryshme u ekzaminua gjithashtu nën përqendrimet në rritje të kripës.Bazuar në potencialin zeta, përmasat e rritura të nanogrimcave në këto sisteme AgNP të përfunduara me citrat përsëri ofrojnë rezistencë të shtuar ndaj ndikimeve të jashtme nga NaCl.Në AgNP-I, 10 mM NaCl është i mjaftueshëm për të nxitur grumbullimin e butë dhe një përqendrim i kripës prej 50 mM jep rezultate shumë të ngjashme.Në AgNP-II dhe AgNP-III, 10 mM NaCl nuk ndikon ndjeshëm në potencialin zeta, sepse vlerat e tyre mbeten në (AgNP-II) ose nën (AgNP-III) -30 mV.Rritja e përqendrimit të NaCl në 50 mM dhe në fund në 150 mM NaCl është e mjaftueshme për të reduktuar ndjeshëm vlerën absolute të potencialit zeta në të gjitha mostrat, megjithëse grimcat më të mëdha mbajnë më shumë ngarkesë negative.Këto rezultate janë në përputhje me diametrin mesatar hidrodinamik të pritshëm të AgNP-ve;linjat mesatare të trendit Z të matura në 10, 50 dhe 150 mM NaCl tregojnë vlera të ndryshme, gradualisht në rritje.Më në fund, agregatet me madhësi mikron u zbuluan në të tre eksperimentet 150 mM.
Figura 5 Rezultatet dinamike të shpërndarjes së dritës të mostrës së nanogrimcave të argjendit të përfunduara me citrate me madhësi në rritje (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II dhe 50 nm: AgNP-III) shprehen si diametri mesatar hidrodinamik (mesatarja Z ) (djathtas) dhe potenciali zeta (majtas) ndryshojnë brenda 24 orëve nën përqendrime të ndryshme NaCl.
Rezultatet UV-Vis në Figurën Suplementare S2 tregojnë se SPR prej 50 dhe 150 mM NaCl në të tre mostrat ka një rënie të menjëhershme dhe të konsiderueshme.Kjo mund të shpjegohet me DLS, sepse grumbullimi i bazuar në NaCl ndodh më shpejt se eksperimentet e varura nga pH, gjë që shpjegohet me ndryshimin e madh midis matjeve të hershme (0, 1.5 dhe 3 orë).Përveç kësaj, rritja e përqendrimit të kripës do të rrisë gjithashtu lejueshmërinë relative të mediumit eksperimental, i cili do të ketë një efekt të thellë në rezonancën e plazmonit sipërfaqësor.29
Efekti i NaCl është përmbledhur në rreshtin e mesëm të figurës 4. Në përgjithësi, mund të konkludohet se rritja e përqendrimit të klorurit të natriumit ka një efekt të ngjashëm me rritjen e aciditetit, sepse jonet e Na+ kanë një tendencë të koordinohen rreth grupeve karboksilate. duke shtypur AgNP-të me potencial zeta negativ.Për më tepër, 150 mM NaCl prodhoi agregate me madhësi mikron në të tre mostrat, duke treguar se përqendrimi fiziologjik i elektrolitit është i dëmshëm për stabilitetin koloidal të AgNP-ve të përfunduara me citrate.Duke marrë parasysh përqendrimin kritik të kondensimit (CCC) të NaCl në sisteme të ngjashme AgNP, këto rezultate mund të vendosen me zgjuarsi në literaturën përkatëse.Huynh et al.llogaritur se CCC e NaCl për nanogrimcat e argjendit të përfunduara me citrate me një diametër mesatar prej 71 nm ishte 47.6 mM, ndërsa El Badawy et al.vuri re se CCC e AgNP-ve 10 nm me veshje citrate ishte 70 mM.10,16 Përveç kësaj, CCC dukshëm i lartë prej rreth 300 mM u mat nga He et al., gjë që bëri që metoda e tyre e sintezës të ishte e ndryshme nga publikimi i përmendur më parë.48 Megjithëse kontributi aktual nuk synon një analizë gjithëpërfshirëse të këtyre vlerave, për shkak se kushtet tona eksperimentale po rriten në kompleksitetin e të gjithë studimit, përqendrimi biologjikisht i rëndësishëm i NaCl prej 50 mM, veçanërisht 150 mM NaCl, duket të jetë mjaft i lartë.Koagulimi i induktuar, duke shpjeguar ndryshimet e forta të zbuluara.
Hapi tjetër në eksperimentin e polimerizimit është përdorimi i molekulave të thjeshta por biologjikisht të rëndësishme për të simuluar ndërveprimet nanogrimca-biomolekulë.Bazuar në rezultatet e DLS (Figurat 6 dhe 7) dhe UV-Vis (Figurat Suplementare S3 dhe S4), mund të pohohen disa përfundime të përgjithshme.Në kushtet tona eksperimentale, molekulat e studiuara të glukozës dhe glutaminës nuk do të nxisin grumbullimin në asnjë sistem AgNP, sepse trendi mesatar Z është i lidhur ngushtë me vlerën përkatëse të matjes së referencës.Megjithëse prania e tyre nuk ndikon në grumbullimin, rezultatet eksperimentale tregojnë se këto molekula janë pjesërisht të absorbuara në sipërfaqen e AgNP-ve.Rezultati më i spikatur që mbështet këtë pikëpamje është ndryshimi i vërejtur në përthithjen e dritës.Megjithëse AgNP-I nuk shfaq ndryshime domethënëse në gjatësi vale ose intensitet, ai mund të vërehet më qartë duke matur grimcat më të mëdha, gjë që ka shumë të ngjarë për shkak të ndjeshmërisë më të madhe optike të përmendur më parë.Pavarësisht nga përqendrimi, glukoza mund të shkaktojë një zhvendosje më të madhe të kuqe pas 1.5 orësh krahasuar me matjen e kontrollit, që është rreth 40 nm në AgNP-II dhe rreth 10 nm në AgNP-III, gjë që vërteton shfaqjen e ndërveprimeve sipërfaqësore.Glutamina tregoi një prirje të ngjashme, por ndryshimi nuk ishte aq i dukshëm.Përveç kësaj, vlen të përmendet gjithashtu se glutamina mund të zvogëlojë potencialin absolut zeta të grimcave të mesme dhe të mëdha.Megjithatë, meqenëse këto ndryshime zeta nuk duket se ndikojnë në nivelin e grumbullimit, mund të spekulohet se edhe biomolekulat e vogla si glutamina mund të ofrojnë një shkallë të caktuar zmbrapsjeje hapësinore midis grimcave.
Figura 6 Rezultatet dinamike të shpërndarjes së dritës të mostrave të nanogrimcave të argjendit të përfunduara me citrate me madhësi në rritje (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II dhe 50 nm: AgNP-III) shprehen si diametri mesatar hidrodinamik (mesatarja Z) (djathtas) Në kushte të jashtme të përqendrimeve të ndryshme të glukozës, potenciali zeta (majtas) ndryshon brenda 24 orëve.
Figura 7 Rezultatet dinamike të shpërndarjes së dritës të mostrës së nanogrimcave të argjendit të përfunduara me citrate me madhësi në rritje (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II dhe 50 nm: AgNP-III) shprehen si diametri mesatar hidrodinamik (mesatarja Z ) (djathtas) Në prani të glutaminës, potenciali zeta (majtas) ndryshon brenda 24 orëve.
Me pak fjalë, biomolekulat e vogla si glukoza dhe glutamina nuk ndikojnë në stabilitetin koloidal në përqendrimin e matur: megjithëse ato ndikojnë në potencialin zeta dhe rezultatet UV-Vis në shkallë të ndryshme, rezultatet mesatare Z nuk janë të qëndrueshme.Kjo tregon se adsorbimi sipërfaqësor i molekulave pengon zmbrapsjen elektrostatike, por në të njëjtën kohë siguron stabilitet dimensional.
Për të lidhur rezultatet e mëparshme me rezultatet e mëparshme dhe për të simuluar më me shkathtësi kushtet biologjike, ne zgjodhëm disa nga përbërësit më të përdorur të kulturës qelizore dhe i përdorëm ato si kushte eksperimentale për studimin e qëndrueshmërisë së koloideve AgNP.Në të gjithë eksperimentin in vitro, një nga funksionet më të rëndësishme të DMEM si medium është vendosja e kushteve të nevojshme osmotike, por nga pikëpamja kimike, është një tretësirë ​​komplekse kripe me një forcë totale jonike të ngjashme me 150 mM NaCl. .40 Sa i përket FBS, është një përzierje komplekse biomolekulash-kryesisht proteinash-nga pikëpamja e përthithjes sipërfaqësore, ka disa ngjashmëri me rezultatet eksperimentale të glukozës dhe glutaminës, pavarësisht përbërjes kimike dhe diversitetit Seksi është shumë më i ndërlikuar.19 DLS dhe UV-Rezultatet e dukshme të paraqitura në Figurën 8 dhe Figurën Suplementare S5, përkatësisht, mund të shpjegohen duke ekzaminuar përbërjen kimike të këtyre materialeve dhe duke i korreluar ato me matjet në seksionin e mëparshëm.
Figura 8 Rezultatet dinamike të shpërndarjes së dritës të mostrës së nanogrimcave të argjendit të përfunduara me citrate me madhësi në rritje (10 nm: AgNP-I, 20 nm: AgNP-II dhe 50 nm: AgNP-III) shprehen si diametri mesatar hidrodinamik (mesatarja Z ) (djathtas) Në prani të përbërësve të kulturës qelizore DMEM dhe FBS, potenciali zeta (majtas) ndryshon brenda 24 orëve.
Hollimi i AgNP-ve të madhësive të ndryshme në DMEM ka një efekt të ngjashëm në stabilitetin koloidal me atë të vërejtur në prani të përqendrimeve të larta të NaCl.Dispersioni i AgNP në DMEM 50 v/v% tregoi se agregimi në shkallë të gjerë u zbulua me rritjen e potencialit zeta dhe vlerës mesatare Z dhe uljen e mprehtë të intensitetit të SPR.Vlen të përmendet se madhësia maksimale e agregatit të shkaktuar nga DMEM pas 24 orësh është në përpjesëtim të zhdrejtë me madhësinë e nanogrimcave të primerit.
Ndërveprimi midis FBS dhe AgNP është i ngjashëm me atë të vërejtur në praninë e molekulave më të vogla si glukoza dhe glutamina, por efekti është më i fortë.Mesatarja Z e grimcave mbetet e paprekur, ndërsa zbulohet një rritje në potencialin zeta.Maja e SPR tregoi një zhvendosje të lehtë të kuqe, por ndoshta më interesante, intensiteti i SPR nuk u ul aq ndjeshëm sa në matjen e kontrollit.Këto rezultate mund të shpjegohen me adsorbimin e lindur të makromolekulave në sipërfaqen e nanogrimcave (rreshti i poshtëm në figurën 4), i cili tani kuptohet si formimi i koronës biomolekulare në trup.49