Awọn ẹwẹ titobi Fadaka (AgNPs) ni a gba pe o jẹ ohun elo ti o wulo fun ṣiṣakoso ọpọlọpọ awọn ọlọjẹ.Sibẹsibẹ, awọn ifiyesi wa nipa itusilẹ ti AgNPs sinu media ayika, nitori wọn le ṣe agbejade ilera eniyan ti ko dara ati awọn ipa ilolupo.Ninu iwadi yii, a ṣe agbekalẹ ati ṣe iṣiro aramada micrometer-sized magnetic hybrid colloid (MHC) ti a ṣe ọṣọ pẹlu awọn AgNP ti o ni oriṣiriṣi (AgNP-MHCs).Lẹhin lilo fun ipakokoro, awọn patikulu wọnyi le ni irọrun gba pada lati awọn media ayika nipa lilo awọn ohun-ini oofa wọn ati pe o munadoko fun mimuuṣiṣẹ awọn ọlọjẹ ọlọjẹ.A ṣe iṣiro ipa ti AgNP-MHCs fun aiṣiṣẹ bacteriophage ϕX174, murine norovirus (MNV), ati adenovirus serotype 2 (AdV2).Awọn ọlọjẹ ibi-afẹde wọnyi ti farahan si AgNP-MHCs fun 1, 3, ati 6 h ni 25°C ati lẹhinna ṣe atupale nipasẹ ayẹwo okuta iranti ati TaqMan PCR gidi-akoko.Awọn AgNP-MHC ti farahan si ọpọlọpọ awọn ipele pH ati lati tẹ ni kia kia ki o si dada omi lati ṣe ayẹwo awọn ipa antiviral wọn labẹ awọn ipo ayika ti o yatọ.Lara awọn oriṣi mẹta ti AgNP-MHC ti idanwo, Ag30-MHCs ṣe afihan ipa ti o ga julọ fun mimuuṣiṣẹ awọn ọlọjẹ naa.ϕX174 ati MNV ti dinku nipasẹ diẹ sii ju 2 log10 lẹhin ifihan si 4.6 × 109 Ag30-MHCs/ml fun wakati kan.Awọn abajade wọnyi tọka pe awọn AgNP-MHCs le ṣee lo lati mu awọn aarun ọlọjẹ ṣiṣẹ pẹlu aye ti o kere ju ti itusilẹ agbara sinu agbegbe.

Pẹlu awọn ilọsiwaju aipẹ ni imọ-ẹrọ nanotechnology, awọn ẹwẹ titobi ti n gba akiyesi pọ si ni agbaye ni awọn aaye ti imọ-ẹrọ imọ-ẹrọ, oogun, ati ilera gbogbogbo (1,2).Ni ibamu si ipin giga-si-iwọn iwọn wọn, awọn ohun elo ti o ni iwọn nano, ni igbagbogbo lati 10 si 500 nm, ni awọn ohun-ini ti ara ẹni ti ara ẹni ti ara ẹni ni akawe pẹlu ti awọn ohun elo nla (1).Apẹrẹ ati iwọn ti awọn nanomaterials le jẹ iṣakoso, ati pe awọn ẹgbẹ iṣẹ ṣiṣe kan pato le ṣe idapọpọ lori awọn aaye wọn lati jẹ ki awọn ibaraenisepo pẹlu awọn ọlọjẹ kan tabi gbigba intracellular.3,–5).

Awọn ẹwẹ titobi fadaka (AgNPs) ti ni iwadi ni ibigbogbo bi oluranlowo antimicrobial (6).Silver ti wa ni lilo ninu awọn ẹda ti itanran cutlery, fun ohun ọṣọ, ati ni mba òjíṣẹ.Awọn agbo ogun fadaka gẹgẹbi sulfadiazine fadaka ati awọn iyọ kan ni a ti lo bi awọn ọja itọju ọgbẹ ati bi awọn itọju fun awọn aarun ajakalẹ nitori awọn ohun-ini antimicrobial wọn (6,7).Awọn ijinlẹ aipẹ ti ṣafihan pe awọn AgNPs munadoko pupọ fun mimuuṣiṣẹpọ awọn oriṣi awọn kokoro arun ati awọn ọlọjẹ (8,–11).Awọn ions AgNP ati Ag+ ti a tu silẹ lati awọn AgNPs ṣe ajọṣepọ taara pẹlu irawọ owurọ- tabi imi-ọjọ ti o ni awọn biomolecules, pẹlu DNA, RNA, ati awọn ọlọjẹ (12,–14).Wọn ti tun ṣe afihan lati ṣe ina awọn eya atẹgun ifaseyin (ROS), ti o nfa ibajẹ awọ ara ni awọn microorganisms (15).Iwọn, apẹrẹ, ati ifọkansi ti AgNP tun jẹ awọn nkan pataki ti o ni ipa awọn agbara antimicrobial wọn (8,10,13,16,17).

Awọn ẹkọ iṣaaju ti tun ṣe afihan awọn iṣoro pupọ nigbati a lo awọn AgNP fun iṣakoso awọn pathogens ni agbegbe omi.Ni akọkọ, awọn ẹkọ ti o wa tẹlẹ lori imunadoko ti AgNPs fun mimuuṣiṣẹpọ awọn ọlọjẹ ọlọjẹ ninu omi ni opin.Ni afikun, monodispersed AgNPs wa ni deede koko ọrọ si patiku-patiku alaropo nitori ti won kekere iwọn ati ki o tobi dada agbegbe, ati awọn wọnyi aggregates din ndin ti AgNPs lodi si makirobia pathogens (7).Ni ipari, awọn AgNP ti han lati ni ọpọlọpọ awọn ipa cytotoxic (5,18,–20), ati itusilẹ ti AgNPs sinu agbegbe omi le ja si ilera eniyan ati awọn iṣoro ilolupo.

Laipẹ, a ṣe agbekalẹ aramada aramada micrometer-sized magnetic hybrid colloid (MHC) ti a ṣe ọṣọ pẹlu awọn AgNP ti awọn titobi pupọ (21,22).MHC mojuto le ṣee lo lati gba awọn akojọpọ AgNP pada lati agbegbe.A ṣe ayẹwo ipa ti ọlọjẹ ti awọn ẹwẹ fadaka wọnyi lori MHCs (AgNP-MHCs) nipa lilo bacteriophage ϕX174, murine norovirus (MNV), ati adenovirus labẹ awọn ipo ayika ti o yatọ.

Awọn ipa ọlọjẹ ti AgNP-MHC ni ọpọlọpọ awọn ifọkansi lodi si bacteriophage ϕX174 (a), MNV (b), ati AdV2 (c).Awọn ọlọjẹ ibi-afẹde ni a tọju pẹlu awọn ifọkansi oriṣiriṣi ti AgNP-MHCs, ati pẹlu OH-MHCs (4.6 × 109 patikulu / milimita) bi iṣakoso, ni incubator gbigbọn (150 rpm, 1 h, 25°C).Ọna ayẹwo okuta iranti ni a lo lati wiwọn awọn ọlọjẹ ti o ye.Awọn iye jẹ ọna ± awọn iyapa boṣewa (SD) lati awọn adanwo ominira mẹta.Awọn ami akiyesi ṣe afihan awọn iye pataki ti o yatọ (P<0.05 nipasẹ ọna kan ANOVA pẹlu idanwo Dunnett).

Iwadi yii ṣe afihan pe awọn AgNP-MHC jẹ doko fun ṣiṣe awọn bacteriophages ati MNV, aropo fun norovirus eniyan, ninu omi.Ni afikun, awọn AgNP-MHC le ni irọrun gba pada pẹlu oofa, ni idilọwọ imunadoko itusilẹ awọn AgNP ti o le majele sinu agbegbe.Nọmba awọn ijinlẹ iṣaaju ti fihan pe ifọkansi ati iwọn patiku ti AgNP jẹ awọn ifosiwewe to ṣe pataki fun aiṣiṣẹ microorganism ti a fojusi (8,16,17).Awọn ipa antimicrobial ti AgNP tun dale lori iru microorganism.Agbara ti AgNP-MHCs fun aiṣiṣẹ ϕX174 tẹle ibatan-idahun iwọn lilo.Lara awọn AgNP-MHC ti idanwo, Ag30-MHCs ni ipa ti o ga julọ fun mimuṣiṣẹ ϕX174 ati MNV.Fun MNV, awọn Ag30-MHC nikan ṣe afihan iṣẹ ṣiṣe antiviral, pẹlu awọn AgNP-MHC miiran ko ṣe ipilẹṣẹ eyikeyi aiṣiṣẹ pataki ti MNV.Ko si ọkan ninu awọn AgNP-MHC ti o ni iṣẹ ṣiṣe antiviral pataki eyikeyi lodi si AdV2.

Ni afikun si iwọn patiku, ifọkansi ti fadaka ni awọn AgNP-MHC tun jẹ pataki.Ifojusi ti fadaka han lati pinnu ipa ti awọn ipa antiviral ti AgNP-MHCs.Awọn ifọkansi fadaka ni awọn solusan ti Ag07-MHCs ati Ag30-MHCs ni 4.6 × 109 patikulu / milimita jẹ 28.75 ppm ati 200 ppm, lẹsẹsẹ, ati ni ibamu pẹlu ipele ti iṣẹ-ṣiṣe antiviral.Tabili 2ṣe akopọ awọn ifọkansi fadaka ati awọn agbegbe dada ti AgNP-MHC ti idanwo.Ag07-MHCs ṣe afihan iṣẹ-ṣiṣe antiviral ti o kere julọ ati pe o ni ifọkansi fadaka ti o kere julọ ati agbegbe dada, ni iyanju pe awọn ohun-ini wọnyi ni ibatan si iṣẹ antiviral ti AgNP-MHCs.

Iwadii iṣaaju wa fihan pe awọn ilana antimicrobial pataki ti AgNP-MHCs jẹ abstraction kemikali ti Mg2+ tabi awọn ions Ca2+ lati awọn membran microbial, ṣiṣẹda awọn eka pẹlu awọn ẹgbẹ thiol ti o wa ni awọn membran, ati iran ti awọn ẹya atẹgun ifaseyin (ROS) (21).Nitoripe awọn AgNP-MHC ni iwọn patikulu ti o tobi pupọ (~ 500 nm), ko ṣeeṣe pe wọn le wọ inu capsid gbogun ti.Dipo, awọn AgNP-MHC han lati ṣe ajọṣepọ pẹlu awọn ọlọjẹ dada gbogun ti.Awọn AgNP lori awọn akojọpọ ṣọ lati di thiol ẹgbẹ-ti o ni awọn biomolecules ti o wa ninu awọn ọlọjẹ ti awọn ọlọjẹ.Nitorinaa, awọn ohun-ini biokemika ti awọn ọlọjẹ capsid viral jẹ pataki fun ṣiṣe ipinnu ifaragba wọn si awọn AgNP-MHC.Olusin 1fihan awọn ailagbara oriṣiriṣi ti awọn ọlọjẹ si awọn ipa ti AgNP-MHCs.Awọn bacteriophages ϕX174 ati MNV ni ifaragba si AgNP-MHCs, ṣugbọn AdV2 jẹ sooro.Ipele resistance giga ti AdV2 ṣee ṣe lati ni nkan ṣe pẹlu iwọn ati eto rẹ.Adenoviruses wa ni iwọn lati 70 si 100 nm (30), ṣiṣe wọn tobi pupọ ju ϕX174 (27 si 33 nm) ati MNV (28 si 35 nm) (31,32).Ni afikun si iwọn nla wọn, awọn adenoviruses ni DNA ti o ni ilọpo meji, ko dabi awọn ọlọjẹ miiran, ati pe o ni itara si ọpọlọpọ awọn aapọn ayika bii ooru ati itankalẹ UV (33,34).Iwadii iṣaaju wa royin pe o fẹrẹ jẹ idinku 3-log10 ti MS2 waye pẹlu Ag30-MHC laarin awọn wakati 6 (21).MS2 ati ϕX174 ni awọn titobi ti o jọra pẹlu awọn oriṣiriṣi oriṣiriṣi ti nucleic acid (RNA tabi DNA) ṣugbọn ni awọn oṣuwọn aiṣiṣẹ ti o jọra nipasẹ Ag30-MHCs.Nitorina, iseda ti acid nucleic ko han lati jẹ ifosiwewe pataki fun resistance si AgNP-MHCs.Dipo, iwọn ati apẹrẹ ti patiku ọlọjẹ han lati jẹ pataki diẹ sii, nitori adenovirus jẹ ọlọjẹ ti o tobi pupọ.Awọn Ag30-MHC ṣaṣeyọri fẹrẹẹ idinku 2-log10 ti M13 laarin awọn wakati 6 (data ti a ko tẹjade).M13 jẹ ọlọjẹ DNA ti o ni okun kan (35) ati pe o jẹ ~ 880 nm ni ipari ati 6.6 nm ni iwọn ila opin (36).Oṣuwọn aiṣiṣẹ ti bacteriophage filamentous M13 jẹ agbedemeji laarin awọn ti kekere, awọn ọlọjẹ ti a ṣeto yika (MNV, ϕX174, ati MS2) ati ọlọjẹ nla kan (AdV2).

Ninu iwadi ti o wa lọwọlọwọ, awọn kinetics inactivation ti MNV yatọ ni pataki ni iṣiro okuta iranti ati ayẹwo RT-PCR (aworan 2batiatic).c).Awọn igbelewọn molikula gẹgẹbi RT-PCR ni a mọ lati ṣe aibikita ni pataki awọn oṣuwọn aiṣiṣẹ ti awọn ọlọjẹ (25,28), gẹgẹ bi a ti ri ninu iwadi wa.Nitoripe awọn AgNP-MHCs ṣe ajọṣepọ ni akọkọ pẹlu oju-aye gbogun, wọn ṣee ṣe diẹ sii lati ba awọn ọlọjẹ ọlọjẹ jẹ dipo awọn acids nucleic ti gbogun.Nitorinaa, idanwo RT-PCR kan lati wiwọn nucleic acid viral le ṣe akiyesi aiṣiṣẹ ti awọn ọlọjẹ ni pataki.Ipa ti awọn ions Ag + ati iran ti awọn eya atẹgun ifaseyin (ROS) yẹ ki o jẹ iduro fun aiṣiṣẹ ti awọn ọlọjẹ idanwo.Sibẹsibẹ, ọpọlọpọ awọn aaye ti awọn ọna ṣiṣe antiviral ti AgNP-MHC ko ṣiyeju, ati pe iwadi siwaju sii nipa lilo awọn ọna imọ-ẹrọ ni a nilo lati ṣe alaye ilana ti resistance giga ti AdV2.

Nikẹhin, a ṣe iṣiro agbara ti iṣẹ antiviral ti Ag30-MHCs nipa ṣiṣafihan wọn si ọpọlọpọ awọn iye pH ati lati tẹ ati awọn ayẹwo omi dada ṣaaju wiwọn iṣẹ ṣiṣe antiviral wọn (aworan 3atiati 4).4).Ifihan si awọn ipo pH ti o kere pupọ ja si ipadanu ti ara ati/tabi isonu ti awọn AgNP lati ọdọ MHC (data ti ko ṣe atẹjade).Ni iwaju awọn patikulu ti ko ni pato, awọn Ag30-MHC ṣe afihan iṣẹ ṣiṣe antiviral nigbagbogbo, laibikita idinku ninu iṣẹ ṣiṣe antiviral lodi si MS2.Iṣẹ ṣiṣe antiviral jẹ eyiti o kere julọ ni omi dada ti ko ni iyọ, bi ibaraenisepo laarin Ag30-MHCs ati awọn patikulu ti ko ni pato ninu omi dada turbid ti o ga julọ jasi o fa idinku iṣẹ ṣiṣe antiviral (Tabili 3).Nitorinaa, awọn igbelewọn aaye ti AgNP-MHC ni ọpọlọpọ awọn iru omi (fun apẹẹrẹ, pẹlu awọn ifọkansi iyọ ti o yatọ tabi humic acid) yẹ ki o ṣe ni ọjọ iwaju.

Ni ipari, awọn akojọpọ Ag tuntun, AgNP-MHCs, ni awọn agbara antiviral ti o dara julọ si ọpọlọpọ awọn ọlọjẹ, pẹlu ϕX174 ati MNV.AgNP-MHCs ṣetọju ipa to lagbara labẹ awọn ipo ayika ti o yatọ, ati pe awọn patikulu wọnyi le ni irọrun gba pada nipa lilo oofa, nitorinaa dinku awọn ipa ipalara ti o pọju lori ilera eniyan ati agbegbe.Iwadi yii fihan pe akopọ AgNP le jẹ ọlọjẹ ti o munadoko ni ọpọlọpọ awọn eto ayika, laisi awọn eewu ilolupo pataki.