Kumush nanozarrachalar (AgNPs) turli patogenlarni nazorat qilish uchun potentsial foydali vosita hisoblanadi.Biroq, AgNPlarning atrof-muhitga oid ommaviy axborot vositalariga chiqarilishi haqida xavotirlar mavjud, chunki ular inson salomatligi va ekologik ta'sirlarni keltirib chiqarishi mumkin.Ushbu tadqiqotda biz turli o'lchamdagi AgNP (AgNP-MHC) bilan bezatilgan mikrometr o'lchamli yangi magnit gibrid kolloidni (MHC) ishlab chiqdik va baholadik.Dezinfektsiyalash uchun qo'llanilgandan so'ng, bu zarralar magnit xususiyatlaridan foydalangan holda atrof-muhit muhitidan osongina tiklanishi mumkin va virusli patogenlarni inaktivatsiya qilish uchun samarali bo'lib qoladi.Biz AgNP-MHC ning bakteriofag pX174, murin norovirusi (MNV) va adenovirus serotipi 2 (AdV2) ni inaktivatsiya qilish samaradorligini baholadik.Ushbu maqsadli viruslar 25 ° C da 1, 3 va 6 soat davomida AgNP-MHC ta'siriga uchragan va keyin blyashka tahlili va real vaqtda TaqMan PCR bilan tahlil qilingan.AgNP-MHC'lar turli xil atrof-muhit sharoitlarida ularning antiviral ta'sirini baholash uchun pH darajalarining keng doirasiga va musluk va er usti suvlariga ta'sir ko'rsatdi.Sinovdan o'tkazilgan AgNP-MHC ning uchta turi orasida Ag30-MHC viruslarni inaktivatsiya qilishda eng yuqori samaradorlikni ko'rsatdi.1 soat davomida 4.6 × 109 Ag30-MHCs/ml taʼsiridan soʻng ϕX174 va MNV 2 log10 dan koʻproq kamaydi.Ushbu natijalar AgNP-MHCs atrof-muhitga potentsial tarqalish ehtimoli minimal bo'lgan virusli patogenlarni faolsizlantirish uchun ishlatilishi mumkinligini ko'rsatdi.

Nanotexnologiyadagi so'nggi yutuqlar bilan nanozarrachalarga butun dunyoda biotexnologiya, tibbiyot va sog'liqni saqlash sohalarida katta e'tibor qaratilmoqda (1,2).Yuqori sirt-hajm nisbati tufayli, odatda 10 dan 500 nm gacha bo'lgan nano o'lchamdagi materiallar kattaroq materiallarga nisbatan noyob fizik-kimyoviy xususiyatlarga ega (1).Nanomateryallarning shakli va o'lchamini nazorat qilish mumkin va muayyan funktsional guruhlar ma'lum oqsillar bilan o'zaro ta'sir qilish yoki hujayra ichidagi o'zlashtirishni ta'minlash uchun ularning sirtlarida konjugatsiyalanishi mumkin (3,-5).

Kumush nanozarrachalar (AgNP) mikroblarga qarshi vosita sifatida keng o'rganilgan.6).Kumush nozik vilkalar pichoqlarini yaratishda, bezak uchun va terapevtik vositalarda qo'llaniladi.Kumush sulfadiazin va ba'zi tuzlar kabi kumush birikmalari mikroblarga qarshi xususiyatlari tufayli yaralarni parvarish qilish va yuqumli kasalliklarni davolashda ishlatilgan.6,7).Yaqinda o'tkazilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, AgNPlar har xil turdagi bakteriyalar va viruslarni faolsizlantirish uchun juda samarali.8,-11).AgNP lardan ajralib chiqqan AgNP va Ag+ ionlari fosfor yoki oltingugurt o'z ichiga olgan biomolekulalar, jumladan DNK, RNK va oqsillar bilan bevosita o'zaro ta'sir qiladi.12,-14).Ular, shuningdek, reaktiv kislorod turlarini (ROS) hosil qilib, mikroorganizmlarda membrana zarar etkazishi ko'rsatilgan.15).AgNPlarning hajmi, shakli va kontsentratsiyasi ham ularning mikroblarga qarshi qobiliyatiga ta'sir qiluvchi muhim omillardir (8,10,13,16,17).

Oldingi tadqiqotlar, shuningdek, AgNPs suv muhitida patogenlarni nazorat qilish uchun ishlatilganda bir nechta muammolarni ta'kidladi.Birinchidan, suvda virusli patogenlarni inaktivatsiya qilish uchun AgNPs samaradorligi bo'yicha mavjud tadqiqotlar cheklangan.Bundan tashqari, monodispersli AgNPlar kichik o'lchamlari va katta sirt maydoni tufayli odatda zarracha-zarrachalar agregatsiyasiga duchor bo'ladi va bu agregatlar AgNPlarning mikrob patogenlariga qarshi samaradorligini pasaytiradi (7).Nihoyat, AgNPlar turli sitotoksik ta'sirga ega ekanligi ko'rsatilgan (5,18,-20) va AgNPlarning suv muhitiga chiqishi inson salomatligi va ekologik muammolarga olib kelishi mumkin.

Yaqinda biz turli o'lchamdagi AgNPlar bilan bezatilgan mikrometr o'lchamli yangi magnit gibrid kolloidni (MHC) ishlab chiqdik (21,22).MHC yadrosi AgNP kompozitlarini atrof-muhitdan tiklash uchun ishlatilishi mumkin.Biz ushbu kumush nanozarrachalarning MHCs (AgNP-MHCs) ustidagi virusga qarshi samaradorligini bakteriofag ϕX174, murin norovirus (MNV) va adenovirus yordamida turli xil muhit sharoitlarida baholadik.

AgNP-MHC ning turli konsentratsiyalarda bakteriofag ph X174 (a), MNV (b) va AdV2 (c) ga qarshi antiviral ta'siri.Maqsadli viruslar turli konsentratsiyali AgNP-MHC va nazorat sifatida OH-MHC (4,6 × 109 zarracha/ml) bilan silkituvchi inkubatorda (150 rpm, 1 soat, 25°C) ishlov berildi.Blyashka tahlili usuli omon qolgan viruslarni o'lchash uchun ishlatilgan.Qiymatlar uchta mustaqil tajribadan olingan o'rtacha ± standart og'ishlar (SD).Yulduzlar sezilarli darajada farq qiladi (P< 0,05 Dunnet testi bilan bir tomonlama ANOVA).

Ushbu tadqiqot shuni ko'rsatdiki, AgNP-MHCs suvda bakteriofaglar va MNV, inson norovirusining surrogatini inaktivatsiya qilish uchun samarali.Bundan tashqari, AgNP-MHC larni magnit yordamida osongina qayta tiklash mumkin, bu esa potentsial zaharli AgNPlarning atrof-muhitga tarqalishini samarali oldini oladi.Bir qator oldingi tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, AgNP ning kontsentratsiyasi va zarracha hajmi maqsadli mikroorganizmlarni inaktivatsiya qilish uchun hal qiluvchi omillardir (8,16,17).AgNPlarning mikroblarga qarshi ta'siri ham mikroorganizm turiga bog'liq.ϕX174 ni inaktivatsiya qilish uchun AgNP-MHCs samaradorligi doza-javob munosabatlariga rioya qilgan.Sinovdan o'tkazilgan AgNP-MHC'lar orasida Ag30-MHC'lar tX174 va MNV ni faolsizlantirish uchun yuqori samaradorlikka ega edi.MNV uchun faqat Ag30-MHC virusga qarshi faollikni ko'rsatdi, boshqa AgNP-MHClar esa MNVning sezilarli inaktivatsiyasini keltirib chiqarmadi.AgNP-MHClarning hech biri AdV2 ga qarshi sezilarli antiviral faollikka ega emas edi.

Zarrachalar hajmiga qo'shimcha ravishda, AgNP-MHClarda kumushning konsentratsiyasi ham muhim edi.Kumush kontsentratsiyasi AgNP-MHClarning antiviral ta'sirining samaradorligini aniqlash uchun paydo bo'ldi.4,6 × 109 zarracha / ml da Ag07-MHCs va Ag30-MHCs eritmalaridagi kumush kontsentratsiyasi mos ravishda 28,75 ppm va 200 ppm ni tashkil etdi va virusga qarshi faollik darajasi bilan bog'liq.2-jadvalsinovdan o'tgan AgNP-MHClarning kumush kontsentratsiyasi va sirt maydonlarini umumlashtiradi.Ag07-MHCs eng past antiviral faollikni namoyish etdi va eng past kumush konsentratsiyasi va sirt maydoniga ega bo'lib, bu xususiyatlar AgNP-MHCs ning antiviral faolligi bilan bog'liqligini ko'rsatadi.

Bizning oldingi tadqiqotimiz shuni ko'rsatdiki, AgNP-MHC ning asosiy antimikrobiyal mexanizmlari mikrob membranalaridan Mg2 + yoki Ca2 + ionlarini kimyoviy olib tashlash, membranalarda joylashgan tiol guruhlari bilan komplekslarni yaratish va reaktiv kislorod turlarini (ROS) hosil qilishdir.21).AgNP-MHC lar nisbatan katta zarracha hajmiga (~ 500 nm) ega bo'lganligi sababli ular virusli kapsidga kirib borishi dargumon.Buning o'rniga, AgNP-MHC virusli sirt oqsillari bilan o'zaro ta'sir qiladi.Kompozitlardagi AgNPlar viruslarning qobiq oqsillariga o'rnatilgan tiol guruhini o'z ichiga olgan biomolekulalarni bog'lashga moyildir.Shuning uchun virusli kapsid oqsillarining biokimyoviy xossalari ularning AgNP-MHClarga sezuvchanligini aniqlash uchun muhim ahamiyatga ega.1-rasmviruslarning AgNP-MHC ta'siriga turlicha sezuvchanligini ko'rsatadi.ϕX174 va MNV bakteriofaglari AgNP-MHClarga sezgir, ammo AdV2 chidamli edi.AdV2 ning yuqori qarshilik darajasi uning hajmi va tuzilishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin.Adenoviruslarning o'lchamlari 70 dan 100 nm gacha (30), ularni ϕX174 (27 - 33 nm) va MNV (28 - 35 nm) dan ancha katta qiladi (31,32).Katta o'lchamlari bilan bir qatorda, adenoviruslar boshqa viruslardan farqli o'laroq, ikki zanjirli DNKga ega va issiqlik va ultrabinafsha nurlanishi kabi turli xil ekologik stresslarga chidamli (33,34).Bizning oldingi tadqiqotimiz shuni ko'rsatdiki, MS2 ning deyarli 3-log10 qisqarishi Ag30-MHCs bilan 6 soat ichida sodir bo'lgan (21).MS2 va ϕX174 turli xil nuklein kislotalar (RNK yoki DNK) bilan o'xshash o'lchamlarga ega, ammo Ag30-MHCs tomonidan o'xshash inaktivatsiya tezligiga ega.Shuning uchun nuklein kislotaning tabiati AgNP-MHC larga qarshilik ko'rsatishning asosiy omili emas.Buning o'rniga, virusli zarrachaning o'lchami va shakli muhimroq bo'lib chiqdi, chunki adenovirus ancha kattaroq virusdir.Ag30-MHCs 6 soat ichida M13 ning deyarli 2-log10 qisqarishiga erishdi (bizning nashr etilmagan ma'lumotlarimiz).M13 bir zanjirli DNK virusi (35) va uzunligi ~880 nm va diametri 6,6 nm (36).M13 filamentli bakteriofagining inaktivatsiyasi tezligi kichik, yumaloq tuzilishli viruslar (MNV, ϕX174 va MS2) va katta virus (AdV2) o'rtasida oraliq edi.

Ushbu tadqiqotda MNV ning inaktivatsiya kinetikasi blyashka tahlili va RT-PCR tahlilida sezilarli darajada farq qildi (2b-rasmvava c).c).RT-PCR kabi molekulyar tahlillar viruslarning inaktivatsiya tezligini sezilarli darajada kam baholagani ma'lum.25,28), tadqiqotimizda aniqlanganidek.AgNP-MHCs asosan virus yuzasi bilan o'zaro ta'sir qilganligi sababli, ular virusli nuklein kislotalarga emas, balki virusli qobiq oqsillariga zarar etkazish ehtimoli ko'proq.Shuning uchun, virusli nuklein kislotani o'lchash uchun RT-PCR tahlili viruslarning inaktivatsiyasini sezilarli darajada kamayishi mumkin.Ag+ ionlarining ta'siri va reaktiv kislorod turlarining (ROS) hosil bo'lishi sinovdan o'tgan viruslarning inaktivatsiyasi uchun javobgar bo'lishi kerak.Biroq, AgNP-MHClarning antiviral mexanizmlarining ko'p jihatlari hali ham noaniq va AdV2 ning yuqori qarshilik mexanizmini tushuntirish uchun biotexnologik yondashuvlardan foydalangan holda keyingi tadqiqotlar talab etiladi.

Nihoyat, biz Ag30-MHC ning antiviral faolligini ularning antiviral faolligini o'lchashdan oldin ularni pH qiymatlarining keng diapazoniga ta'sir qilish va musluktan va er usti suv namunalariga ta'sir qilish orqali baholadik (3-rasmvava4).4).Juda past pH sharoitlariga ta'sir qilish MHC dan AgNPlarning jismoniy va/yoki funktsional yo'qolishiga olib keldi (nashr qilinmagan ma'lumotlar).Nonspesifik zarralar mavjud bo'lganda, Ag30-MHCs MS2 ga qarshi antiviral faollikning pasayishiga qaramay, doimiy ravishda antiviral faollikni namoyish etdi.Antiviral faollik filtrlanmagan er usti suvlarida eng past edi, chunki Ag30-MHC va o'ta loyqa er usti suvidagi o'ziga xos bo'lmagan zarralar o'rtasidagi o'zaro ta'sir virusga qarshi faollikning pasayishiga olib kelishi mumkin (3-jadval).Shuning uchun kelajakda AgNP-MHC ni har xil turdagi suvlarda (masalan, turli xil tuz konsentratsiyasi yoki hümik kislota bilan) dala baholashlari kerak.

Xulosa qilib aytadigan bo'lsak, yangi Ag kompozitlari, AgNP-MHC'lar bir nechta viruslarga, jumladan tX174 va MNVga qarshi mukammal antiviral imkoniyatlarga ega.AgNP-MHC turli xil atrof-muhit sharoitlarida kuchli samaradorlikni saqlaydi va bu zarralar magnit yordamida osongina tiklanishi mumkin, shu bilan ularning inson salomatligi va atrof-muhitga potentsial zararli ta'sirini kamaytiradi.Ushbu tadqiqot shuni ko'rsatdiki, AgNP kompozitsiyasi sezilarli ekologik xavflarsiz turli xil atrof-muhit sharoitlarida samarali antiviral bo'lishi mumkin.