سلور نینو پارٹیکلز (AgNPs) کو مختلف پیتھوجینز کو کنٹرول کرنے کے لیے ممکنہ طور پر مفید ٹول سمجھا جاتا ہے۔تاہم، ماحولیاتی ذرائع ابلاغ میں AgNPs کی رہائی کے بارے میں خدشات ہیں، کیونکہ وہ انسانی صحت اور ماحولیاتی اثرات پیدا کر سکتے ہیں۔اس مطالعے میں، ہم نے مختلف سائز کے AgNPs (AgNP-MHCs) سے مزین ایک ناول مائکرو میٹر کے سائز کے مقناطیسی ہائبرڈ کولائیڈ (MHC) کو تیار اور جانچا۔جراثیم کشی کے لیے درخواست دینے کے بعد، یہ ذرات اپنی مقناطیسی خصوصیات کا استعمال کرتے ہوئے ماحولیاتی ذرائع ابلاغ سے آسانی سے بازیافت کیے جاسکتے ہیں اور وائرل پیتھوجینز کو غیر فعال کرنے کے لیے موثر رہتے ہیں۔ہم نے بیکٹیریوفیج ϕX174، مورین نوروائرس (MNV)، اور اڈینو وائرس سیرو ٹائپ 2 (AdV2) کو غیر فعال کرنے کے لیے AgNP-MHCs کی افادیت کا جائزہ لیا۔یہ ٹارگٹ وائرس AgNP-MHCs کے سامنے 1، 3، اور 6 گھنٹے کے لیے 25 ° C پر تھے اور پھر پلاک پرکھ اور ریئل ٹائم تقمان پی سی آر کے ذریعے تجزیہ کیا گیا۔AgNP-MHCs کو مختلف ماحولیاتی حالات میں ان کے اینٹی وائرل اثرات کا اندازہ لگانے کے لیے پی ایچ لیولز کی ایک وسیع رینج اور نل اور سطح کے پانی کے سامنے رکھا گیا تھا۔تین قسم کے AgNP-MHCs میں سے، Ag30-MHCs نے وائرس کو غیر فعال کرنے کے لیے سب سے زیادہ افادیت ظاہر کی۔ϕX174 اور MNV کو 4.6 × 109 Ag30-MHCs/ml 1 گھنٹہ کے لیے ایکسپوژر کے بعد 2 log10 سے زیادہ کم کیا گیا۔ان نتائج نے اشارہ کیا کہ AgNP-MHCs کو ماحول میں ممکنہ رہائی کے کم سے کم امکان کے ساتھ وائرل پیتھوجینز کو غیر فعال کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

نینو ٹیکنالوجی میں حالیہ پیشرفت کے ساتھ، نینو پارٹیکلز کو دنیا بھر میں بائیو ٹیکنالوجی، طب اور صحت عامہ کے شعبوں میں زیادہ توجہ دی جا رہی ہے۔1،2)۔ان کے اعلی سطح سے حجم کے تناسب کی وجہ سے، نینو سائز کے مواد، جو عام طور پر 10 سے 500 nm تک ہوتے ہیں، بڑے مواد کے مقابلے میں منفرد فزیکو کیمیکل خصوصیات رکھتے ہیں (1)۔نینو میٹریلز کی شکل اور سائز کو کنٹرول کیا جا سکتا ہے، اور مخصوص فنکشنل گروپس کو ان کی سطحوں پر جوڑا جا سکتا ہے تاکہ بعض پروٹینز یا انٹرا سیلولر اپٹیک کے ساتھ تعامل کو ممکن بنایا جا سکے۔3,-5).

سلور نینو پارٹیکلز (AgNPs) کا وسیع پیمانے پر ایک اینٹی مائکروبیل ایجنٹ کے طور پر مطالعہ کیا گیا ہے۔6)۔چاندی کا استعمال باریک کٹلری بنانے، زیبائش کے لیے اور علاج معالجے میں کیا جاتا ہے۔چاندی کے مرکبات جیسے سلور سلفادیازین اور کچھ نمکیات کو زخم کی دیکھ بھال کی مصنوعات کے طور پر اور ان کی اینٹی مائکروبیل خصوصیات کی وجہ سے متعدی بیماریوں کے علاج کے طور پر استعمال کیا گیا ہے (6،7)۔حالیہ مطالعات سے یہ بات سامنے آئی ہے کہ AgNPs مختلف قسم کے بیکٹیریا اور وائرس کو غیر فعال کرنے کے لیے بہت موثر ہیں۔8,-11)۔AgNPs اور Ag+ آئن AgNPs سے جاری کردہ فاسفورس- یا سلفر پر مشتمل بائیو مالیکیولز کے ساتھ براہ راست تعامل کرتے ہیں، بشمول DNA، RNA، اور پروٹین (12,-14)۔انہیں رد عمل آکسیجن پرجاتیوں (ROS) پیدا کرنے کے لیے بھی دکھایا گیا ہے، جس سے مائکروجنزموں میں جھلی کو نقصان پہنچتا ہے۔15)۔AgNPs کی جسامت، شکل، اور ارتکاز بھی اہم عوامل ہیں جو ان کی اینٹی مائکروبیل صلاحیتوں کو متاثر کرتے ہیں (8،10،13،16،17).

پچھلے مطالعات نے کئی مسائل کو بھی اجاگر کیا ہے جب AgNPs کو پانی کے ماحول میں پیتھوجینز کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔سب سے پہلے، پانی میں وائرل پیتھوجینز کو غیر فعال کرنے کے لیے AgNPs کی تاثیر پر موجودہ مطالعات محدود ہیں۔اس کے علاوہ، monodispersed AgNPs عام طور پر ذرہ ذرہ جمع کے تابع ہوتے ہیں کیونکہ ان کے چھوٹے سائز اور بڑے سطح کے رقبے کی وجہ سے، اور یہ مجموعے مائکروبیل پیتھوجینز کے خلاف AgNPs کی تاثیر کو کم کرتے ہیں (7)۔آخر میں، AgNPs کو مختلف سائٹوٹوکسک اثرات دکھائے گئے ہیں (5،18,-20)، اور AgNPs کو پانی کے ماحول میں چھوڑنے کے نتیجے میں انسانی صحت اور ماحولیاتی مسائل پیدا ہو سکتے ہیں۔

حال ہی میں، ہم نے ایک ناول مائکرو میٹر کے سائز کے مقناطیسی ہائبرڈ کولائیڈ (MHC) تیار کیا ہے جس میں مختلف سائز کے AgNPs (21،22)۔MHC کور کو ماحول سے AgNP مرکبات کی بازیافت کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ہم نے MHCs (AgNP-MHCs) پر ان سلور نینو پارٹیکلز کی اینٹی وائرل افادیت کا جائزہ مختلف ماحولیاتی حالات میں بیکٹیریوفیج ϕX174، مورین نوروائرس (MNV) اور اڈینو وائرس کا استعمال کرتے ہوئے کیا۔

بیکٹیریوفیج ϕX174 (a)، MNV (b)، اور AdV2 (c) کے خلاف مختلف ارتکاز پر AgNP-MHCs کے اینٹی وائرل اثرات۔ٹارگٹ وائرس کا علاج AgNP-MHCs کے مختلف ارتکاز کے ساتھ اور OH-MHCs (4.6 × 109 ذرات/ml) کے ساتھ ایک کنٹرول کے طور پر، ہلاتے ہوئے انکیوبیٹر (150 rpm، 1 h، 25 ° C) میں کیا گیا۔زندہ بچ جانے والے وائرسوں کی پیمائش کے لیے تختی پرکھ کا طریقہ استعمال کیا جاتا تھا۔قدروں کا مطلب ہے ± معیاری انحراف (SD) تین آزاد تجربوں سے۔ستارے نمایاں طور پر مختلف اقدار کی نشاندہی کرتے ہیں (P<0.05 بذریعہ یک طرفہ انووا ڈنیٹ کے ٹیسٹ کے ساتھ)۔

اس مطالعے نے یہ ظاہر کیا کہ AgNP-MHCs پانی میں بیکٹیریوفیجز اور MNV، انسانی نوروائرس کے لیے سروگیٹ کو غیر فعال کرنے کے لیے موثر ہیں۔اس کے علاوہ، AgNP-MHCs کو مقناطیس کے ساتھ آسانی سے بازیافت کیا جا سکتا ہے، جو ماحول میں ممکنہ طور پر زہریلے AgNPs کے اخراج کو مؤثر طریقے سے روکتا ہے۔متعدد پچھلے مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ AgNPs کا ارتکاز اور ذرہ سائز ہدف شدہ مائکروجنزم کو غیر فعال کرنے کے اہم عوامل ہیں۔8،16،17)۔AgNPs کے antimicrobial اثرات بھی مائکروجنزم کی قسم پر منحصر ہیں۔ϕX174 کو غیر فعال کرنے کے لئے AgNP-MHCs کی افادیت نے خوراک کے ردعمل کے تعلقات کی پیروی کی۔ٹیسٹ کیے گئے AgNP-MHCs میں، Ag30-MHCs میں ϕX174 اور MNV کو غیر فعال کرنے کے لیے زیادہ افادیت تھی۔MNV کے لیے، صرف Ag30-MHCs نے اینٹی وائرل سرگرمی ظاہر کی، دیگر AgNP-MHCs نے MNV کی کوئی خاص غیر فعالی پیدا نہیں کی۔AgNP-MHCs میں سے کسی میں بھی AdV2 کے خلاف کوئی خاص اینٹی وائرل سرگرمی نہیں تھی۔

ذرات کے سائز کے علاوہ، AgNP-MHCs میں چاندی کا ارتکاز بھی اہم تھا۔چاندی کا ارتکاز AgNP-MHCs کے اینٹی وائرل اثرات کی افادیت کا تعین کرنے کے لیے ظاہر ہوا۔Ag07-MHCs اور Ag30-MHCs کے محلول میں چاندی کا ارتکاز 4.6 × 109 ذرات/ml پر بالترتیب 28.75 ppm اور 200 ppm تھا، اور اینٹی وائرل سرگرمی کی سطح سے منسلک تھا۔جدول 2جانچے گئے AgNP-MHCs کے چاندی کے ارتکاز اور سطحی علاقوں کا خلاصہ کرتا ہے۔Ag07-MHCs نے سب سے کم اینٹی وائرل سرگرمی ظاہر کی اور اس میں چاندی کا سب سے کم ارتکاز اور سطح کا رقبہ تھا، یہ تجویز کرتا ہے کہ یہ خصوصیات AgNP-MHCs کی اینٹی وائرل سرگرمی سے متعلق ہیں۔

ہمارے پچھلے مطالعے نے اشارہ کیا کہ AgNP-MHCs کے بڑے اینٹی مائکروبیل میکانزم مائکروبیل جھلیوں سے Mg2+ یا Ca2+ آئنوں کا کیمیائی تجرید، جھلیوں پر واقع تھیول گروپس کے ساتھ کمپلیکس کی تخلیق، اور ری ایکٹو آکسیجن پرجاتیوں (ROS) کی نسل ہے۔21)۔چونکہ AgNP-MHCs میں نسبتاً بڑا ذرہ سائز (∼500 nm) ہوتا ہے، اس لیے اس بات کا امکان نہیں ہے کہ وہ وائرل کیپسڈ کو گھس سکیں۔اس کے بجائے، AgNP-MHCs وائرل سطح کے پروٹین کے ساتھ تعامل کرتے دکھائی دیتے ہیں۔مرکبات پر AgNPs وائرس کے کوٹ پروٹین میں سرایت شدہ تھیول گروپ پر مشتمل بائیو مالیکیولز کو باندھتے ہیں۔لہذا، وائرل کیپسڈ پروٹین کی حیاتیاتی کیمیائی خصوصیات AgNP-MHCs کے لیے ان کی حساسیت کا تعین کرنے کے لیے اہم ہیں۔شکل 1AgNP-MHCs کے اثرات کے لیے وائرس کی مختلف حساسیت کو ظاہر کرتا ہے۔بیکٹیریوفیجز ϕX174 اور MNV AgNP-MHCs کے لیے حساس تھے، لیکن AdV2 مزاحم تھے۔AdV2 کی اعلی مزاحمتی سطح اس کے سائز اور ساخت کے ساتھ منسلک ہونے کا امکان ہے۔اڈینو وائرس کا سائز 70 سے 100 nm تک ہوتا ہے (30)، انہیں ϕX174 (27 سے 33 nm) اور MNV (28 سے 35 nm) سے بہت بڑا بناتا ہے (31،32)۔اپنے بڑے سائز کے علاوہ، اڈینو وائرس میں دوسرے وائرسوں کے برعکس، دوہرے پھنسے ہوئے DNA ہوتے ہیں، اور وہ مختلف ماحولیاتی دباؤ جیسے گرمی اور UV تابکاری کے خلاف مزاحم ہوتے ہیں۔33،34)۔ہمارے پچھلے مطالعے میں بتایا گیا ہے کہ MS2 کی تقریباً 3-log10 کمی Ag30-MHCs کے ساتھ 6 گھنٹے کے اندر واقع ہوئی ہے (21)۔MS2 اور ϕX174 مختلف قسم کے نیوکلک ایسڈ (RNA یا DNA) کے ساتھ ایک جیسے سائز کے ہیں لیکن Ag30-MHCs کے ذریعہ غیر فعال ہونے کی شرحیں یکساں ہیں۔لہذا، نیوکلک ایسڈ کی نوعیت AgNP-MHCs کے خلاف مزاحمت کے لیے اہم عنصر دکھائی نہیں دیتی۔اس کے بجائے، وائرل پارٹیکل کا سائز اور شکل زیادہ اہم دکھائی دیتی ہے، کیونکہ اڈینو وائرس ایک بہت بڑا وائرس ہے۔Ag30-MHCs نے 6 گھنٹے (ہمارا غیر مطبوعہ ڈیٹا) کے اندر M13 کی تقریباً 2-log10 کمی حاصل کی۔M13 واحد پھنسے ہوئے DNA وائرس ہے (35) اور لمبائی میں ∼ 880 nm اور قطر میں 6.6 nm ہے (36)۔فلیمینٹس بیکٹیریوفیج M13 کے غیر فعال ہونے کی شرح چھوٹے، گول ساخت والے وائرس (MNV، ϕX174، اور MS2) اور ایک بڑے وائرس (AdV2) کے درمیان درمیانی تھی۔

موجودہ مطالعے میں، MNV کے غیر فعال ہونے والے حرکیات تختی پرکھ اور RT-PCR پرکھ میں نمایاں طور پر مختلف تھے (تصویر 2bاوراور سی))۔مالیکیولر اسیس جیسے RT-PCR وائرس کے غیر فعال ہونے کی شرح کو نمایاں طور پر کم کرنے کے لیے جانا جاتا ہے (25،28)، جیسا کہ ہمارے مطالعہ میں پایا گیا تھا۔چونکہ AgNP-MHCs بنیادی طور پر وائرل کی سطح کے ساتھ تعامل کرتے ہیں، ان سے وائرل نیوکلک ایسڈز کے بجائے وائرل کوٹ پروٹین کو نقصان پہنچنے کا زیادہ امکان ہوتا ہے۔لہذا، وائرل نیوکلک ایسڈ کی پیمائش کے لیے RT-PCR پرکھ وائرس کے غیر فعال ہونے کو نمایاں طور پر کم کر سکتا ہے۔Ag+ آئنوں کا اثر اور ری ایکٹو آکسیجن پرجاتیوں کی نسل (ROS) کو ٹیسٹ شدہ وائرس کے غیر فعال ہونے کا ذمہ دار ہونا چاہیے۔تاہم، AgNP-MHCs کے اینٹی وائرل میکانزم کے بہت سے پہلو ابھی تک واضح نہیں ہیں، اور AdV2 کی اعلی مزاحمت کے طریقہ کار کو واضح کرنے کے لیے بائیوٹیکنالوجیکل طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے مزید تحقیق کی ضرورت ہے۔

آخر میں، ہم نے Ag30-MHCs کی اینٹی وائرل سرگرمی کی مضبوطی کا اندازہ ان کو پی ایچ اقدار کی ایک وسیع رینج کے سامنے لا کر اور ان کی اینٹی وائرل سرگرمی کی پیمائش کرنے سے پہلے پانی کے نمونوں کو ٹیپ اور سطح پر کر کے کیا۔تصویر 3اوراور 4) 4)۔انتہائی کم پی ایچ حالات کی نمائش کے نتیجے میں MHC (غیر مطبوعہ ڈیٹا) سے AgNPs کے جسمانی اور/یا فنکشنل نقصان ہوا۔غیر مخصوص ذرات کی موجودگی میں، MS2 کے خلاف اینٹی وائرل سرگرمی میں کمی کے باوجود، Ag30-MHCs نے مسلسل اینٹی وائرل سرگرمی ظاہر کی۔غیر فلٹر شدہ سطح کے پانی میں اینٹی وائرل سرگرمی سب سے کم تھی، کیونکہ انتہائی گندے سطح کے پانی میں Ag30-MHCs اور غیر مخصوص ذرات کے درمیان تعامل شاید اینٹی وائرل سرگرمی میں کمی کا سبب بنتا ہے (جدول 3)۔اس لیے، مختلف قسم کے پانی میں AgNP-MHCs کی فیلڈ تشخیص (مثلاً مختلف نمکیات یا ہیومک ایسڈ کے ساتھ) مستقبل میں کی جانی چاہیے۔

آخر میں، نئی Ag کمپوزائٹس، AgNP-MHCs، متعدد وائرسوں کے خلاف بہترین اینٹی وائرل صلاحیتیں رکھتی ہیں، بشمول ϕX174 اور MNV۔AgNP-MHCs مختلف ماحولیاتی حالات میں مضبوط افادیت کو برقرار رکھتے ہیں، اور ان ذرات کو مقناطیس کا استعمال کرتے ہوئے آسانی سے بازیافت کیا جا سکتا ہے، اس طرح انسانی صحت اور ماحول پر ان کے ممکنہ نقصان دہ اثرات کو کم کیا جا سکتا ہے۔اس مطالعے سے پتہ چلتا ہے کہ AgNP کمپوزٹ مختلف ماحولیاتی ترتیبات میں ایک مؤثر اینٹی وائرل ثابت ہو سکتا ہے، بغیر کسی اہم ماحولیاتی خطرات کے۔