नैनोमेडिसिन और बायोथेराप्यूटिक डिस्कवरी जर्नल
खुला एक्सेस

अमूर्त

कॉपर आयोडाइड नैनोकण और उनकी रोगाणुरोधी गतिविधियाँ

ज़हरा एडिस और समीर हज ब्लोख

अमूर्त

इस लेख में जीवाणुरोधी एजेंट के रूप में कॉपर आयोडाइड (CuI) के नैनोकणों (NPs) की अपेक्षित गतिविधि को पेश किया गया है। नैनो कणों को ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (TEM) द्वारा नियंत्रित 8 nm के सामान्य आकार के साथ सह-वर्षण विधि द्वारा मिश्रित किया जाता है। NPs का सामान्य आवेश pH 7 पर -21.5 mV है जैसा कि ज़ीटा संभावित अनुमान द्वारा प्राप्त किया जाता है और गुण XRD द्वारा नियंत्रित होता है। ये NPs ग्राम पॉजिटिव और ग्राम नेगेटिव दोनों प्रकार के सूक्ष्मजीवों को मार सकते हैं। परीक्षण किए गए सूक्ष्मजीवों में, DH5α अधिक संवेदनशील है लेकिन बैसिलस सबटिलिस CuI के NPs के प्रति अधिक प्रतिरोधी है। इस प्रकार, परीक्षण किए गए जीवाणु उपभेदों में DH5α का MIC और MBC अनुमान सबसे कम (0.066 mg/ml और 0.083 mg/ml क्रमशः) है और B. सबटिलिस सबसे अधिक (0.15 mg/ml और 0.18 mg/ml क्रमशः) है। हमारी जांच से यह पता चला है कि CuI NPs ग्राम नेगेटिव और ग्राम पॉजिटिव दोनों सूक्ष्म जीवों में प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियाँ (ROS) उत्पन्न करते हैं और यह रिकॉर्ड को छिपाने के लिए ROS हस्तक्षेपित DNA क्षति का भी कारण बनता है जैसा कि पत्रकार गुणवत्ता जांच द्वारा उजागर किया गया है। सबसे अधिक संभावना है कि ROS विभिन्न प्राकृतिक परमाणुओं के अमीन उपयोगी समूहों की उपस्थिति में CuI के NPs के बाहर बनता है। इसके अलावा वे परमाणु ऊर्जा माइक्रोस्कोपी (AFM) द्वारा नियंत्रित फिल्म क्षति को आरंभ करते हैं। इस प्रकार ROS का निर्माण और परत क्षति CuI के इन NPs की जीवाणुनाशक गतिविधि की महत्वपूर्ण प्रणालियाँ हैं।

परिचय

विभिन्न रोगजनक सूक्ष्मजीवों के कारण होने वाली संक्रामक बीमारियों की बढ़ती संख्या और विभिन्न प्रकार के रोगाणुरोधी पदार्थों के प्रति बेहतर प्रतिरोध के साथ, नए और अधिक प्रभावी जीवाणुरोधी एजेंटों की खोज करना एक वास्तविक आवश्यकता है। इस स्थिति में अकार्बनिक रोगाणुरोधी एजेंट और धातु नैनोकण (एनपी) विशेष रूप से अपनी रासायनिक स्थिरता, गर्मी प्रतिरोध और लंबे जीवन के कारण ऐसी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए आशाजनक उपकरण माने जाते हैं। वर्तमान में धातुओं और उनके मिश्रणों की विस्तृत श्रृंखला, जैसे कि Fe2O3, AgNO3, ZnO, Au, TiO2, CuO, CuS और ZrO2 का उपयोग उनके संभावित रोगाणुरोधी गतिविधि के लिए माइक्रोबायोलॉजिकल शोध में किया जाता है।

इसके अलावा एनपी का विभिन्न अनुप्रयोगों में परीक्षण किया गया है, उदाहरण के लिए, बायोसेंसर, जीनोमिक्स, इम्यूनोएसे, जैविक कोशिकाओं की ऑप्टिकल इमेजिंग, थर्मो-ऑप्टिकल्स, रोग कोशिका फोटोथर्मोलिसिस, दवाओं का निर्देशित वितरण, आनुवंशिक और प्रतिरक्षात्मक पदार्थ, सूक्ष्मजीवों की पहचान और नियंत्रण आदि एनपी के रोगाणुरोधी गुण उनकी प्रभावी आसानी के लिए आकर्षक हैं और दवा विरोधी सहित सूक्ष्मजीवों की एक विस्तृत श्रृंखला के खिलाफ बहुत अच्छी तरह से प्रतिक्रिया करते हैं। इस तथ्य के बावजूद कि जीवाणुनाशक प्रभाव का विशिष्ट साधन अभी भी जांच के दायरे में है, फिर भी धातु मिश्रण एनपी के प्रभावों का श्रेय इसके छोटे आकार और उच्च सतह से आयतन अनुपात को दिया जाता है जो उन्हें अपने आकार के लिए असाधारण संतुलित रासायनिक गुणों के साथ सूक्ष्मजीव फिल्मों में सहयोग करने और घुसपैठ करने में सक्षम बनाता है।

तांबा सूक्ष्मजीवों सहित प्रकृति में एक आवश्यक घटक है। तांबे की कमी वाले खान-पान से पीलापन आता है और यह मानव भ्रूण, शिशुओं और बच्चों में विकसित होने वाला एक सामान्य घटक है। यह एक विकास घटक है जो ऑक्सीकरण अवस्था Cu+ और Cu2+ के बीच स्विच करने में सक्षम है, जिसके कारण यह इलेक्ट्रॉन योगदानकर्ता और इलेक्ट्रॉन स्वीकारकर्ता के रूप में कार्य करता है। इसके अतिरिक्त, इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला और ऑक्सीजन परिवहन में इसके कई अन्य घटक हैं। यह एंटीऑक्सिडेंट प्रोटीन, कॉपर-जिंक सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेस का एक हिस्सा है और सेरुलोप्लास्मिन में एक सहकारक के रूप में आयरन होमियोस्टेसिस में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इसके महत्व को देखते हुए स्वस्थ वयस्कों के लिए 900 μg/दिन के हिस्से पर तांबे का सेवन सुझाया जाता है। कई वर्षों से तांबे का उपयोग एक जीवाणुरोधी एजेंट के रूप में किया जा रहा है। हाल ही में CuO के NPs को आवश्यक तांबे की तुलना में बेहतर जीवाणुरोधी क्रिया से जोड़ा गया है। वर्तमान में तांबे के नैनोकणों के लिए अपनाई गई मिश्रित तकनीक में सिंथेटिक कमी, गर्म विघटन, पॉलीओल द्वारा कमी, लेजर निष्कासन, इलेक्ट्रॉन बार प्रकाश, इन-सीटू पदार्थ संघ और सह-वर्षण तकनीक शामिल हैं। इन तकनीकों में, सह-वर्षण तकनीक आम तौर पर आदर्श है क्योंकि यह सरल, विवेकपूर्ण है और यह आसानी से वांछित आकार प्राप्त कर सकती है।

हमने सामान्य रूप से उपयोग किए जाने वाले Na2SO3 के बजाय हाइड्रैजीन को कम करने वाले एजेंट के रूप में उपयोग करके CuI के NPs को मिश्रित किया है, क्योंकि हाइड्रैजीन एक मजबूत कम करने वाला एजेंट है जो अवक्षेपण को अधिक लाभकारी बनाता है। CuI के NPs की जैविक क्रिया को पहले कभी नहीं देखा गया है। इस कार्य में हम अप्रत्याशित रूप से, CuI के NPs के जीवाणुरोधी गुणों की जांच करते हैं। इसे TEM, XRD और ज़ीटा-संभावित अनुमान का उपयोग करके विभिन्न भौतिक प्रणालियों द्वारा चित्रित किया गया है। जीवाणुरोधी क्रिया का परीक्षण DH5α, एस्चेरिचिया कोली स्ट्रेन वाइल्ड सॉर्ट, शिगेला डिसेंट्री, स्टैफिलोकोकस ऑरियस, बैसिलस सबटिलिस और E.coli 970 (EC 505970) के बहु-औषधीय सुरक्षित स्ट्रेन के नैदानिक ​​अलगाव सहित बैक्टीरिया की कई प्रजातियों पर किया गया था। जीवाणुरोधी क्रिया को न्यूनतम अवरोधक निर्धारण (MIC), न्यूनतम जीवाणुनाशक सांद्रता (MBC), अगर वेल प्रसार उपाय और विकास मोड़ की जांच का निर्धारण करके खोजा गया था। जीवाणुरोधी प्रणाली की जांच करने के लिए, हमने CuI NPs की दृष्टि में ग्रहणशील ऑक्सीजन प्रजातियों (ROS) के निर्माण का अनुमान लगाया है, इन विट्रो DNA क्षति के लिए एगरोज़ जेल वैद्युतकणसंचलन, संवाददाता (β-गैलेक्टोसिडेस) गुणवत्ता अभिव्यक्ति उपाय और जीवाणु परत क्षति के लिए AFM। हमारे परिणाम स्पष्ट रूप से पुष्टि करते हैं कि CuI के नैनोकण एक अपेक्षित जीवाणुरोधी विशेषज्ञ हैं और उनके जीवाणुरोधी आंदोलन को ROS की उम्र और जीवाणु परत के नुकसान से बाधित किया जाता है। इस तरह, इन खोजों का जीवाणुरोधी उपचार में बहुत बड़ा प्रभाव हो सकता है।

निष्कर्ष

विभिन्न प्रकार के रोगाणुरोधकों के प्रति प्रतिरोध के कारण संक्रामक रोगों की संख्या बढ़ जाती है

त्वरित। नए और अधिक प्रभावी जीवाणुरोधी विशेषज्ञों की खोज एक वास्तविक आवश्यकता है। नैनोकण आकार में दो रोगाणुरोधी विशेषज्ञों तांबा और आयोडीन का मिश्रण एक आशाजनक पद्धति है। अध्ययन में रोगाणुरोधी विशेषज्ञों के रूप में अकार्बनिक और धातु नैनोकणों का उल्लेख किया गया है। नैनोकण अत्यंत सीमित मात्रा में भी शक्तिशाली होते हैं क्योंकि अनगिनत कणों को उच्च सतह क्षेत्र से आयतन अनुपात के साथ उत्पादित किया जा सकता है। तांबे के नैनोकणों का अकेले व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और उनके विद्युत, प्रकाशीय और सहक्रियात्मक गुणों के कारण विभिन्न नैदानिक, एंटीफंगल और जीवाणुरोधी अनुप्रयोग होते हैं। वे कुछ सूक्ष्मजीवों, जैसे कि एस्चेरिचिया कोलाई, स्टैफिलोकोकस ऑरियस और स्यूडोमोनास एरुगिनोसा के लिए हानिकारक हैं। अन्य धातुओं की तुलना में तांबे में जीव कोशिकाओं के लिए कम विषाक्तता का लाभ होता है। तांबे के नैनोकणों की सहायता करने और रोगाणुरोधी गुणों वाले मिश्रित पदार्थों को बनाने के लिए नेटवर्क के रूप में विभिन्न पॉलिमर का उपयोग किया गया है। इन बहुलक ग्रिड में शामिल हैं: अगर, गाय के समान सीरम अंडे का सफेद भाग, चिटोसन, नायलॉन, पॉलीएनिलिन और सेल्यूलोज। रोगाणुरोधी क्रिया वाले नए नैनोकंपोजिट के लिए ढांचे के रूप में पॉलिमर न केवल नैनोकणों को विश्वसनीयता प्रदान करते हैं, बल्कि नैनोकंपोजिट के जीवाणुरोधी प्रदर्शन को भी बढ़ा सकते हैं। सतह क्षेत्र के विस्तार का प्रभाव पॉलिमर में तांबे के नैनोकणों के बारीक बिखराव से संबंधित है। सेल्यूलोज या कपास के धागों में शामिल तांबे के नैनोकणों का उपयोग घाव की ड्रेसिंग के लिए भी किया गया है। सेल्यूलोज के साथ तांबे के नैनोकणों ने एस. ऑरियस और ई. कोली के खिलाफ प्रभावी जीवाणुरोधी गुण प्रदर्शित किए।