研究和评论:药理学和毒雷竞技苹果下载理学研究杂志》上
菜单e-ISSN: 2322 - 0139 p-ISSN: 2322 - 0120
e-ISSN: 2322 - 0139 p-ISSN: 2322 - 0120
Khadeeja Yasmeen1*和穆罕默德Sikkander2
收到的日期:03/06/2021;接受日期:17/06/2021;发布日期:24/06/2021
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背景:使用微生物的合成金属纳米颗粒在聚光灯下的现代纳米技术。成为一个环保的和令人兴奋的方法,为生产的纳米颗粒由于其低能量需求,环境兼容性,降低制造成本,可伸缩性和纳米颗粒稳定与物理和化学合成。生物合成金属纳米粒子是构造最有效的小型功能材料和工程发挥特定功能和巨大的能力。
方法:微生物有非凡的能力,形成这样的精致的纳米结构。这个研究报告的生物合成氧化锌和硝酸铅纳米颗粒通过使用微生物。微生物发挥直接或间接作用在几个生物活动,因为金属出现在地球在不断与生物组件。
讨论:在目前的研究中,微生物合成纳米材料的报道利用生物组件,主要是原核生物和真核生物,如细菌和真菌(大肠杆菌、黑曲霉)。细菌和真菌细胞群都是挑战有两个不同的化学盐(氧化锌、铅(3号)2)和金属纳米粒子合成有效。此外,锌和铅纳米颗粒系统的抗菌潜力评估。
结果:合成纳米颗粒能有效地抑制各种致病菌,铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌。锌和铅纳米颗粒的杀菌效果比较基于琼脂扩散试验中抑菌圈直径,盘方法测试和最低抑制浓度(MIC)。
纳米技术;金属纳米粒子;化学成像;微生物合成;纳米材料的
在当下的时代,科技革命和全球产业.competitiveness,纳米技术已成为各学科/主题包括生物、化学、物理和工程科学。纳米技术的帮助下,现在有用的新方法一天科学家正在开发有潜力调查和操纵单个原子和分子。领域的纳米技术,纳米颗粒(10米)是主要的对象的属性以及运输。纳米系统的工程和科学是一个纳米技术的增长最快和最具挑战性的行业。本研究提出了像一个共同基础的科学家的兴趣锌纳米颗粒的生物合成,其活动、表征和体外毒性评估。(图1)[1]。
图1所示。生物合成的锌纳米颗粒,其活动、特性和体外毒性评估。
“纳米技术”定义为一个科学家谷口用于科学领域和研究过去三十五年。此外,它也可能提到美国国家纳米技术项目NNI, 2000年已表明纳米科学和纳米技术。著名物理学家理查德·费曼,第一次,鉴于纳米科学和纳米技术的重要概念和原则在他的科学讲座/说“有很多房间的底部”在美国物理学会会议加州理工学院。生物合成金属纳米颗粒似乎是一个方便的过程,因为它需要更少的能源和环境安全。这种方法将有大范围向发展中有用的纳米/ nanodevices [2]。
持续发展的科学研究已成功纳米技术在过去的几十年中有一个广泛的新兴应用技术。现在一天,科学家已经能够开发工程nanostructural材料和纳米粒子在关键生产等领域具有巨大的应用行业,医药,化妆品等。
最终,纳米技术可能可行的控制纳米长度尺度的问题。纳米技术具有显著的经济、社会、军事和环境的影响。纳米的定义是一米的1000000000,几乎三/四个原子的宽度。以及扩大平均头发附近大约25000纳米。这里可能强调,纳米技术可能被视为技术工程小机器,自底向上投射能力构建的东西在今天个人纳米工厂使用技术发展与巨大的应用程序使先进的产品材料。小说性质轴承能力区分纳米材料开发的散装材料通常是他们的临界长度规模低于100海里”。因此,纳米技术有潜力改变科学和社会3]。
在纳米技术领域,可以研究材料有非常小的结构。“纳米”前缀是一个希腊词,意味着“矮”和“纳米”这个词意味着非常小的尺寸。系统中发挥着重要作用的大小产生的物理现象。系统的规模减少,系统产生更明显的物理现象。还注意到,某些现象可能不会发生在一个系统的运动从宏观层面到微观层面而变得明显在纳米级别例如增加在热表面体积比的变化水平,催化和材料的力学性能。表面原子粒子的行为变得越来越主导阶段相比,在粒子的内部行为的原子表面积与体积比的增加从而改变材料的性能如热、催化和力学性能。
纳米粒子
与微观粒子大小有至少一维或更多的100纳米或更少的顺序被定义为纳米颗粒。纳米粒子的高度科学感兴趣,因为他们作为原子/分子结构和散装材料之间的桥梁。散装材料展览不断的物理性质和没有大小的影响其物理属性/行为而在纳米尺度的大小显示大小依赖属性/行为中起着重要作用,在他们的研究表明纳米颗粒产生大小依赖属性/行为不同于微粒。这项研究的结果证实了粒子的属性/行为显著改变纳米规模水平。唯一重要的物理以及化学性质存在于纳米颗粒。这些纳米颗粒的重要行为使它们用于开发生物和化学传感器在不同的应用程序在关键领域包括卫生和药品。
广泛的有两种类型的纳米粒子,包括有机纳米粒子和无机纳米粒子。例如碳纳米颗粒受到有机纳米富勒烯。金属纳米颗粒、磁性纳米颗粒含有金属如铜、银、锌、金、铅等。以及半导体纳米粒子如氧化锌、二氧化钛受到无机纳米粒子(4]。
无机纳米粒子表现出优越的材料特性以及功能通用性发现了更好的医学影像诊断工具和疾病治疗。无机纳米粒子由于其小尺寸特性以及独特的物理性质吸引了临床医生和医生在疾病的诊断和治疗在目前的时间。这群纳米粒子被认为是更好的诊断工具相比,通常可用化学成像、药物和药物制剂在医学科学。
有趣的是突出,无机金属及其氧化物纳米粒子如Pb(3号)2和氧化锌纳米粒子给广泛的工业和商业应用。这些无机纳米粒子很容易和他们有重要的多功能特性丰富的功能,广泛的可用性、良好的生物相容性,控制药物释放后,目标交付的能力。无机纳米粒子具有这些重要的性质在生物医学领域有巨大的潜力与特殊利益细胞药物输送和他们在疾病条件下细胞反应。无机纳米粒子由于其特定的功能如上所述吸引了兴趣研究有关光学特性的复合材料。此外,无机金属纳米颗粒被广泛应用于毒理学影响评估(图2)[5]。
图2。纳米粒子被认为是更好的诊断工具相比,通常可用化学成像、药物和药物制剂在医学科学。
金属纳米粒子
金属纳米粒子含有高度比表面积,其表面原子表现出很高的分数。金属纳米颗粒存在重要的物理化学性质如光学性质,电子性质、催化活性、磁性和抗菌特性,这使得他们在小说的方法合成有用的工具。氧化锌和硝酸铅纳米粒子被广泛使用,因为这些金属氧化物纳米粒子有不同的应用程序。它们用于重要领域包括压电、光学、气体传感和磁性等。金属纳米氧化锌也被发现具有高吸收能力和明显的催化活性。因此氧化锌纳米颗粒用于制造重要的有用的产品如防晒霜、陶瓷加工、橡胶加工。氧化锌纳米结构也用于废水处理。氧化锌纳米颗粒有能力对抗真菌感染和作为杀菌剂。
由于巨大的金属纳米粒子的应用在各种领域,金属纳米结构的合成已成为材料科学领域的重要研究领域和技术。虽然生物,化学和物理方法合成Ag(银)和非盟(黄金)NPs已报告在科学文献中,但很多工作没有做方面包括硝酸铅的生物合成和氧化锌纳米粒子使用大肠杆菌等微生物(细菌)和黑曲霉(真菌)及其对人类健康的影响。研究工作也需要探索更多潜在的这些金属纳米粒子的应用6]。
最近的科学发展和研究努力的合成纳米颗粒能给更好的控制纳米尺度粒子的化学和物理性质。传统的物理、化学和生物方法只用于纳米颗粒的生产。先进的多学科方法研究被全世界著名的科学家和技术人员进行了“纳米技术”的新兴和锋面导致有用和新型纳米材料的发展。新型纳米材料每天都出现在科学世界的不断变化导致了纳米材料的分类。
纳米粒子可分为在纳米簇等三个类别,沙粒和纳米晶体。
Nano clusters:纳米簇半结晶纳米结构尺寸在1 10 nm和一个狭窄的粒径分布。
Nano powders:聚合的非晶性的纳米材料尺寸10 - 100 nm之间导致纳米粉末的形成。
Nano crystals:纳米晶体是单一晶体纳米材料尺寸100 - 1000 nm之间。
金属纳米颗粒的合成
合成金属纳米颗粒两种技术即自顶向下方法和自底向上的方法通常是使用。这两种方法中,自底向上的方法似乎是更有利的,因为它能产生纳米粒子有同质结构和更好的短期和长期订购(图3)[7]。
图3。纳米粒子的合成技术。
在自顶向下方法中,科学家试图制定纳米粒子使用较大的直接装配。这种方法在纳米材料合成通过消除晶体飞机出现在衬底。因此,在这种方法中构建块从基质中删除以形成纳米材料。这种方法涉及使用较大的初始结构可外部控制在纳米结构的合成。球磨,蚀刻掩模,应用严重塑性变形的自顶向下方法的一些例子。
这种方法的主要原则是纳米材料合成在衬底原子堆积到对方引起晶体的飞机。水晶飞机彼此进一步堆栈给纳米材料的形成。因此可以说,在自底向上方法的构建块添加到衬底形成了纳米材料。
自底向上的方法包括两种现象材料组件的小型化(原子级别)自组装过程形成纳米结构的生产。可能强调纳米尺度层次的物理力量操作用于自组装期间基本单元合并成更大的稳定结构。量子点在外延生长和生产的合成纳米颗粒胶体分散系的几个例子的一个自底向上的方法。
纳米粒子物理和化学方法合成
一些物理和化学方法,使纳米粒子有趣和特别,通常用于合成纳米粒子为下:
Chemical reduction, Sol 凝胶 technique, Laser ablation, Solve 热 合成 和 Inert 气体 冷凝
Biological Method 的 Synthesis Metal Nanoparticles
物理和化学方法通常用于纳米粒子的合成似乎是昂贵的和经济上不可行的科学家正在开发便宜为纳米粒子的发展过程使用微生物在自然界中是可用的。生物合成的纳米材料在很大程度上是未知的领域需要深入研究。更有趣的是,自然是水库大量微生物和植物化学物质用于整个宇宙和保护人类的生存。自然固有的功能设计过程的合成纳米和微长度按比例缩小的无机材料。这开启了一个新的vista的研究科学家和技术人员。生物合成的纳米颗粒通常包括氧化或还原过程像一种自底向上的方法。在这个过程中,微生物酶/植物植物化学物质还原金属化合物中扮演重要的角色在各自的纳米颗粒。
实际上,微生物或植物化学物质轴承抗氧化剂或减少潜在的有责任在这个过程中根据科学研究。纳米粒子的生物合成应该遵循绿色化学的原则。在这个过程中主要步骤是:
The 选择 所用 的 溶剂 中 合成
The 环保 还原剂 的 选择
The 选择 无毒 材料 稳定 的 纳米 粒子
因为涉及到生物有机体在生物合成过程中,生物合成途径生产的纳米粒子是绿色化学的原则作为生物有机体作为还原剂和限制代理环保。
进一步补充说,化学合成涉及到使用的化合物,在自然界中这可能是有毒的,吸收表面从而产生不利影响人类疾病条件下影响疾病的诊断和治疗。这种类型的条件并不出现在生物合成途径合成纳米颗粒由于其环保自然竞争力和生物医学和制药应用程序的行为。因此生物合成路径方式优于化学纳米材料的生产方法。Biosynthesized纳米颗粒在环保自然不会产生任何不利影响/反应在医学应用。
微生物合成
微生物合成的纳米粒子包括微生物的应用。这种方法在本质上是环保的和被广泛用于纳米粒子的合成。生物的组件(比如原核生物和真核生物是微生物合成纳米粒子的主要来源。几个重要的生物过程在本质上都是由微生物。有充足的证据说有恒定的生物组件之间的联系和金属以及非金属现有的地球上。细菌是目前在生物圈任何微小的变化,气候可以影响他们的生命过程从而影响微生物合成的纳米粒子。微生物细胞用于纳米尺寸材料的生产开辟了一种环保的方法用于生产金属纳米颗粒。
即使努力,针对纳米材料的生物合成新的金属和微生物之间的相互作用已经被很好地记录下来了,以及微生物的能力积累或提取金属用于生物技术如生物修复和bioleaching商业流程。众所周知,真菌和细菌合成无机金属纳米颗粒内部外围细胞/外围细胞(8]。
研究集中在原核生物(大肠杆菌)的合成金属纳米颗粒。E。杆菌提出了丰富我们的生物圈,它能够适应极端环境条件/生存在不利的环境条件。因此,细菌被认为是最佳人选微生物合成金属纳米颗粒和联合研究。细菌有快速增长的趋势甚至在极端的环境条件。细菌可以轻易操纵,并种植在我们的环境中。各种生物因素如温度、氧化、中、孵化时间可以控制细菌生长所必需的条件。
已经观察到生长介质的pH值的变化在孵化过程中促进纳米粒子和纳米粒子的生物合成不同大小和形状。由于纳米粒子开辟了一个更广泛的应用在工业、环境和健康,合适的纳米粒子与不同尺寸必须满足需求。这需要适当的控制措施的生长条件如上所述的细菌生产的纳米材料在实验/实验室设置。一些例子的细菌用于无机金属纳米颗粒的生产给出如下:
磁细菌策略被用于合成磁性纳米粒子单层细菌是用于生产石膏和碳酸钙层。
此外,研究表明,一些微生物生存能力在高浓度的金属离子,因为他们对金属电阻显示能力。记录,金属电阻特性的微生物机制涉及各种生物过程包括吸附、毒性和溶解度的改变通过氧化或还原、射流系统,生物体内积累、沉淀或胞外络合金属以及缺乏特定运输系统的纳米材料。微生物显示金属电阻行为的一个例子是假单胞菌stutzeri AG) 259。这种微生物可以成长和生存即使在高浓度的金属离子在银矿产生银纳米粒子的能力。
另一个例子在这里也建议通过细菌生产的金纳米粒子。这是一个金纳米颗粒合成的替代方法。细菌Rhodopseudomonas capsulata有能力合成金纳米粒子的细胞外地各自大小10 - 20 nm和建议通过使用一种酶NADH依赖还原酶,这些纳米颗粒。NADH依赖还原酶是一种酶,这种酶已被证明在过去是重要的金属生物合成。
微生物,真菌也是另一种生产金属纳米颗粒的生物物种。真菌biosynthesize各种金属氧化物纳米颗粒的能力。纳米粒子的生成机制采用真菌研究在科学文献很少有纳米颗粒和记录。真菌获得重大利益的生产金属纳米颗粒对细菌由于真菌与细菌相比有一定的优势。易于扩展和下游加工、经济可行性和菌丝的存在提供了一个增加表面积,考虑是重要的优势。
穆克吉还建议,因为真菌黑曲霉分泌大量的蛋白质显著高于细菌,这将增强纳米颗粒合成效率。尽管真菌可用于合成纳米颗粒在他们的大小和形状,均匀性真菌也可以帮助生产纳米粒子与良好定义的维度。真菌分泌的能力更大量的蛋白质(如糖基化的蛋白质)负责生产大量的纳米颗粒(9]。
因此,真菌可以作为富含大量生产纳米粒子相比,细菌。其中一些例子,如尖孢镰刀菌和黑曲霉与一个视图主要由顶尖科学家研究了生成无机金属纳米颗粒。很多工作已经完成特别是对他们的银纳米材料的创造。纯银纳米颗粒(Ag) NPs)合成了5 - 15纳米尺寸范围,告知他们限制为了稳定通过蛋白质的分泌真菌。虽然最重要的进步真菌有机纳米材料的合成是a .尼日尔和病圃产生这些纳米颗粒细胞外地,与所有先前的研究报道只有Ag)和AuNPs的细胞内生产。
仪器仪表技术
一些仪器技术对纳米材料是高度有用电子显微镜和光学显微镜等表征。这些先进的显微技术表征纳米材料的基础上他们的形态,大小和表面电荷。电子显微镜包括透射电子显微镜和扫描电子显微镜和光学显微镜包括紫外可见光谱。紫外可见光谱是一个非常有用的技术,允许纳米颗粒大小的估计,聚合和浓度水平。
光学显微镜的紫外可见分光光度法
紫外可见光谱法是一种高度可靠的和有用的技术在纳米材料的研究。这种技术用于描述纳米粒子形成和监测纳米材料合成和其稳定性。在这种方法中所需的反应混合物/孵化培养基受到紫外可见光谱光度测量的测量。许多分子吸收紫外/可见在这个技术。
当可见或某些频率通过样品的紫外线,透光率的百分比可以确定光的辐射。这分光光度计分析记录吸光度的强度或光密度(OD)作为波长函数。样品的吸收吸收物种浓度正比(比尔定律)10]。
也许是有趣的强调独特的光学性质在金属纳米颗粒。由于这种独特的性质,金属纳米粒子有能力与不同的波长的光。旁边,紫外线Vis光谱学是有选择性的和敏感的各种类型的纳米颗粒也快,简单易用。测量的样品只需要短时间内最后粒子表征胶体悬浮液不需要校准。价带和导带的金属纳米粒子相互靠近,电子可以自由移动。运动的自由电子产生表面等离子体共振(SPR)吸收带,由于金属纳米粒子的电子的集体振荡的发生与光波共振。金属纳米颗粒的吸收取决于电介质,化学环境和粒子的大小。观察这个峰值分配是有据可查的表面等离子体对不同金属纳米粒子与2到100纳米尺寸范围。
电子显微镜
透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)分别直接观察纳米粒子提供了一种方法,与前方法更好的形态学检查。在这种方法中,一个特定的化合物的结构信息/分子很容易通过电子分化。通过这种方法,可以很容易地发现在更小的颗粒。这样,这种方法似乎是一种改进的验证其他方法。
透射电子显微镜法
透射电子显微镜(TEM)是一个有价值的和经常使用的技术和研究非常有用的点阵图像和粒子的大小。本研究主要是在进步了解纳米材料的形态和粒度分布和有用的获得粒度分布的定量测量,形态和粒子的大小。在这旁边,TEM显示了粒子的晶体结构和形状。
在TEM电子源最顶级的显微镜,1米长的列连接真空,让后电子。电子枪、电子透镜、样品和图像形成系统的不同组件显微镜用于成像。它有分辨能力的1 nm和提供样品的2 d图像。TEM的放大主要是由物镜之间的距离比和标本,其图像平面和物镜之间的距离。
这个方法有两个优点在SEM TEM等提供良好的空间分辨率的能力。它有能力给额外的分析测量样本。有一些缺点,包括高真空和薄样品部分的要求。此外,制备的样品是一个耗费时间的过程,似乎是透射电子显微镜的另一个重要的方面。在这种技术,样品制备是表征的一个重要方面,以获得一个潜在的高质量图像。
扫描电子显微镜
在这种方法中使用薄电子束被分散在每个连续点的标本。这些分散的电子探测器测量的样本。扫描样品时收集的二次电子探测器和样品的表面形貌与显示图像的获得。扫描电镜也有助于确定纯度以及样本的大小和形态。这就是为什么我们可以说,电子显微镜还包括扫描电子显微镜(SEM) (图4)[11]。
图4。与现代高分辨率扫描电镜可以区分纳米材料的形态甚至低于10 nm大小的水平。
因为扫描电镜电子显微镜的一种,它由扫描样品表面的图像使用高能束电子在更快的扫描模式。完整的地形信息成分的样品表面以及其他属性可以通过扫描电镜获得的。研究研究表明,当即将到来的电子与样品的原子可以生成样本产生信号,通知地形以及导电性等特征的样本。扫描电镜是一种表面成像方法在几个电子显微镜技术。这个方法是绝对能够解决大小分布,各种粒子大小、形状和表面形态的新合成材料在微观和纳米级的水平。此外与现代高分辨率扫描电镜可以区分纳米材料的形态甚至低于10 nm大小水平。
抗微生物剂
科学家和技术人员参与进行先进的研究领域的纳米材料在过去几十年里,由于材料在纳米结构的适用性水平不同的公共事业部门。这些连续的R和D努力创造了坚实的基础为纳米科学和纳米技术在印度和国外。纳米科学和纳米技术在生物医学领域占据了重要地位。现在一天,纳米医学领域打开了更有益的临床疾病的诊断和治疗。
在当下时代的抗生素耐药性病原体,药物/抗生素可用在现代系统医学不被证明是有效的治疗微生物疾病/感染。
一些金属纳米颗粒可以用于治疗微生物感染和作为抗生素的替代品。截然不同的属性如小尺寸和高的表面体积比出现在金属纳米粒子表现出杀菌负责金属纳米粒子的性质。已经观察到,这种独特的行为使得纳米材料与微生物膜密切互动,不仅因为在溶液中金属离子的释放。
细菌的细胞膜覆盖另一个称为细胞壁外膜层。它是重要的对各种生活处理以及细菌的生存。细菌的细胞壁主要由肽和多糖肽聚糖。包含广泛分布的两种不同的细菌细胞壁ie。,革兰氏阴性和革兰氏阳性。
细菌细胞的反应发生时革兰氏染色剂,细胞壁的名字起源于克正面和负面的。革兰氏染色剂是一个长期的使用测试为了分类细菌物种。在革兰氏阳性细菌的情况下,许多层的细胞壁是由肽聚糖很难和厚。相比之下,革兰氏阴性细菌的细胞壁是由肽聚糖层,使其薄。例如,铜纳米粒子与革兰氏阴性细菌之间的相互作用,纳米粒子的表面直接影响细菌的细胞壁造成膜的破裂和杀死细菌的13]。
金属纳米粒子已被开发出来并用于治疗微生物感染了几个世纪。这些金属纳米粒子已被证明是安全、无毒。除了最近研发了一些金属纳米颗粒具有显著的抗菌、抗真菌、抗病毒的特性。这些可以安全地用于抗菌、抗病毒和抗真菌剂在疾病的条件下。例如,Ag(银)作为生物杀灭剂悬浮和解决方案,尤其是在纳米颗粒形成它的行为作为一个潜在的抗菌剂。Ag纳米颗粒也广泛被用于消费和医疗产品。占这些属性,金属的纳米尺寸水平在不断使用数量的增加医疗和消费类产品的应用。
自从发现了金属纳米粒子表现出很强的抗菌效果和有能力杀死细菌引起感染产生的进代的可怕的疾病,近年来研究都集中向发展中金属纳米粒子抗菌产品和了解他们的生化作用机理。金属氧化物纳米粒子具有独特的独特的行为和属性显示显著的抗微生物剂发现属性对革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌。然而,没有更多的可用报告控制一些致病细菌隔绝环境使用微生物介导氧化锌和Pb(3号)2金属纳米颗粒。
使用生物有机体等一些微生物包括细菌以及真菌生物量可能成为另一种生物的方法比物理和化学方法发展的纳米材料以环保的方式。因此,目前的研究来确定金属氧化物纳米粒子合成的抗菌性能通过使用一些微生物,对一些致病细菌为绿脓杆菌(革兰氏阴性)和金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性细菌)。
纳米毒理学
尽管最近发展纳米技术发展产生的各种各样的纳米材料有不同的应用在日常生活吸引了老百姓的利益,许多研究工作和科学的努力进一步要求满足公众的需求考虑社会基础设施的改变情况,工业化和全球竞争力需要新材料的需要,是否可能在健康、医学、工业、化妆品等用于社会和老百姓的福利。
的广泛发展纳米技术已成功的路径在生产的纳米颗粒应用于各种不同的领域,像诊所、生物医学、工业和化妆品。已经观察到产品时可以增加纳米粒子的性能融入他们,但与纳米粒子大小的结构可以产生毒性或不良的负面影响。
纳米计长度范围,减少了粒子的大小增加的各种基本性质如表面原子/分子以及他们的面积成倍增长。这将导致复杂的生物物理化学相互作用时暴露于生理环境。尽管纳米粒子具有独特的重要有益的属性,这些纳米产品的毒性作用也要认真看。在这种情况下,它可能是进一步补充说,含金属和金属纳米颗粒的毒性已经被研究和记录。
有趣的是强调分钟/纳米结构水平大小粒子扮演重要的角色,似乎在发挥负责任的不良副作用或毒性作用通过一个特殊的纳米材料与纳米结构的粒子大小很容易渗透的基本生物结构由于生物结构的正常生理功能受到干扰使他们产生毒性作用,如组织炎症以及改变细胞氧化还原平衡随着产量的增加活性氧(ROS),造成不正常的功能,组织损伤和细胞死亡等。
实验研究在动物模型和临床研究在人类受试者明显表明,吸入小颗粒在纳米结构水平可以删除少有效相比更大的粒子通过肺巨噬细胞间隙的机制导致肺损伤。进一步吸入纳米粒子也可以反式位置通过淋巴系统、神经系统和循环系统对大多数器官和组织,包括大脑(14]。
金属纳米粒子的毒性
从毒理学角度来看,许多研究已经关注纳米材料特别是金属氧化物纳米颗粒。例如氧化锌和硝酸铅纳米粒子已经相当研究,因为这些纳米粒子常用的化妆品,防晒霜和油漆。氧化锌纳米颗粒在接触皮肤有能力不穿透,因此这些纳米材料已经声称雷竞技网页版不拥有一个潜在的公共卫生风险当它应用于损伤皮肤。然而,金属氧化物纳米颗粒具有半导体性质由于这个原因电子和工业应用得到重视与其他路线以及风险敞口。
粒子的大小起着关键作用在一个生物系统产生毒性。然而,金属氧化物纳米粒子的溶解度显著增加与减少颗粒大小也被报道。物质的溶解度也会极大地影响不同NPs的毒性。溶解速率依赖于粒子的大小,其化学和表面性质,进一步影响周围的媒体。报道称,更多的可溶性NPs氧化锌和Pb(3号)2显示急性毒性高于NPs的溶解度较低。
氧化锌NPs用于油漆、防晒霜、食品包装、太阳能电池、药物传输和其他疗法。的广泛应用,因为其光学透明度高,大的带隙,近紫外发射和抗菌特性。日益增长的使用NPs的可能性也提高了NPs对人类和环境的风险。氧化锌纳米粒子的毒性已报告在细菌,人体细胞和体内模型。进入生物系统,纳米粒子的毒性发生由于其较高的表面体积比它提供了一个增强的可用区域的物理和化学相互作用的细胞。活性表面积的增加的原因是毒理学侮辱ROS的产生和氧化应激。
铅是持续关注人类健康,因为它是用于陶瓷制造和金属领域在不同的国家。在低浓度铅的毒性作用引起几个神经行为和新陈代谢紊乱。纳米毒理学,许多研究研究金属浓度表示,即便是低浓度的铅水平相关的人类血液减少骨骼增长,心理发展的障碍和干扰的心血管功能。铅中毒的结果食物摄入或铅污染的水。它也能进入人体通过吸入铅基涂料、含铅汽油、土壤和灰尘。因此,了解纳米化学和物理性质和金属铅的毒性比较。金属铅影响几乎在身体所有器官和系统。有充分的证据表明,消费铅污染的食物和水,偶尔摄入受污染的土壤、灰尘、或基于铅漆已发现铅中毒的主要诱发因素(15]。
由于金属纳米粒子产生相当大的毒性或不良的负面影响生物系统/产品在生产阶段,甚至在他们的处理阶段,研究理解的生化基础毒性的金属纳米粒子及其减排措施的关注领域的金属氧化物纳米颗粒。可用不同的方法为了通过纳米粒子毒性评估实施的各种生物。毒性评价方法可分为体内和体外。
体内和体外毒性评估
体内测试耗时、昂贵和涉及伦理问题。研究体外系统的可靠性预测肺毒性体内的细氧化锌粒子和氧化锌纳米颗粒的老鼠,并得出结论,在体外细胞培养系统不精确预测纳米材料。毒理学家有探索的影响各种各样的纳米材料在动物实验中。然而,在体内与纳米材料的研究,研究涉及化学品或化合物不同,交错着许多挑战。体内剂量用于实验应该来自于纳米粒子暴露在实际场景的数量。
当体内治疗给出任何测试的物质,应确保车辆等渗,无毒,并且纳米颗粒分散在车里。因为纳米颗粒很容易集聚由于其相对表面积增加,他们可能不会形成一个稳定的悬浮在生理的解决方案适合体内暴露。穷人分散的纳米粒子在体内负面影响其生物分布和后续活动。因此,这些研究的结果可能会误导人,将不同于研究学习。
体外实验一直是毒理学家的首选,因为它是时间和成本效益。虽然不能完全取代动物实验,但它确实有助于确保他们只在绝对必要的时使用,它有时会提供机械的信息后纳米粒子的毒性研究。
不同方面的风险评估纳米技术仍处于早期阶段。因此,大多数的研究属于纳米毒理学,目前为止已经进行了初步的,局限于经典的体外毒性评价方法建立了药物和化学物质。由于这些特性,纳米颗粒干扰正常的测试系统,这种干扰在文献中已有详细记载。这些属性的例子包括:大表面积增加,导致吸附能力;不同的光学特性,干扰荧光或可见光吸收检测系统。
纳米粒子的研究体外毒性评估下被发现最近缺乏知识的纳米大小的粒子暴露的细胞反应。研究金属氧化物纳米颗粒的急性毒性效应评估(氧化锌、铅(3号)2)提出了未来工业生产中使用的方法在人类血液中使用体外。金属氧化物纳米粒子的使用是广泛分布在涂料工业和油漆和化妆品,而他们潜在的知识与人的互动是必要的。
这项研究的目的是调查结果对人类健康,当商用纳米材料可能影响各种血细胞。各种类型的纳米粒子合成生物学方法进行评估的潜在毒性。可以指出,一些制造纳米材料氧化还原活性而在细胞膜运输。这些纳米颗粒在生物系统的属性/操作十分关注的这些纳米颗粒的毒性研究。
外周血单核细胞
虽然炎症的影响纳米颗粒(体外和体内)已经被顶级的科学家和研究成果在科学文献里有清楚的记录,几乎没有了解纳米颗粒与人类系统交互的机制和产生效果。细胞系的研究可再生的和标准化的化验抛出一些光在这个方向。然而,目前尚不清楚这些结果如何转化为主要的人类细胞。
只有一些研究调查的影响纳米材料对人体外周血单核细胞(PBMC)。外周血单核细胞是任何外周血细胞有一个圆形的细胞核。这些细胞包括淋巴细胞(T细胞、B细胞、NK细胞)和单核细胞,对于人类,外周血单核细胞群的主要部分是由淋巴细胞,单核细胞,而只有少数的树突细胞的百分比。全血的帮助下梯度离心,可以提取这些外周血单核细胞。离心技术将单独的整个血液样本在三个不同的层。等离子体,表层,紧随其后的是一个PBMCs层和变形核细胞(中性粒细胞和嗜酸性粒细胞等)和红细胞,底部分数。
细胞生存能力
纳米颗粒的毒性作用是测量通过应用生物技术“细胞生存能力”。许多研究已经关注于碳纳米粒子/碳纳米管(碳纳米管)。不同纳米粒子之间的碳纳米粒子常用的毒性研究和评估可行性/细胞的杀伤力。只有少数研究开发对金属氧化物纳米颗粒的毒性评估。在现在的研究中,两种不同的金属氧化物纳米粒子暴露在人类血液检查其毒性采用细胞生存能力的技术。
纳米科技、新兴领域的一个重要的研究领域处理不同大小的纳米材料的生产,控制单分散性和不同的化学成分。纳米系统的工程和科学是增长最快和最具挑战性的领域之一的纳米技术。事实上,形状控制纳米粒子的属性是当前需求列表中添加小说是由新兴的生产方法。
鉴于社会的可持续发展,使环境免受危险化学品被用于执掌各种人类活动,人们越来越需要环保生产工艺的发展纳米颗粒,避免使用任何有毒化学物质合成的协议。考虑以上观察针对目前的研究进行了合成氧化锌和Pb(3号)2纳米颗粒,他们的描述和对一些病原菌的抗菌活性。这些合成的研究还涉及毒理学评价纳米材料使用外周血单核细胞的人类血液。希望本研究可能有助于开发新型纳米材料在应用程序等重要行业的健康、医学、环境和工业(图5)[16]。
图5。氧化锌和Pb(3号)2纳米粒子的合成,表征和对一些病原菌的抗菌活性。
金属纳米粒子在许多不同行业有很大的潜力。需要一个过程来合成纳米粒子在一个可靠的和简单的方法变得越来越紧迫。目前的物理和化学方法包括高温和有毒化学物质环境不仅是危险的但昂贵的。这里执行生物系统研究了在努力提供源高效、可持续的和廉价的生产方法。
总之,一个简洁的概述微生物的使用如细菌和真菌biosynthesize金属NPs被描述,用摇瓶方法目前在时尚。生产的金属氧化物纳米粒子通过细菌(大肠杆菌)和真菌(A.niger)具有相当大的潜力比传统的合成方法。纳米材料的生物合成,技术必须扩大检查成本效益。合成的过程是环保、快速,生物方法的机制。E。杆菌有很高的增长率和相对便宜的培养相比其他生物系统。细菌几乎没有优势真菌,因为它可以很容易地操纵,使他们的底盘选择短期内生物纳米颗粒的生产。另外,真菌a尼日尔有生产的优势高收益率的分泌蛋白,这可能增加纳米颗粒合成率。
微生物真菌菌丝,提供一个增加表面积的细菌真菌物种相比。因此这个区域可能有助于增加支持真菌还原剂与金属离子之间的相互作用,提高离子金属氧化物纳米颗粒的转换。真菌也有易于下游加工的优势生产纳米粒子时,允许提取纳米颗粒的更有效的方式。内容的可伸缩性,另一个因素考虑商业生产的纳米粒子,使真菌的底盘选择为了长期发展,因为他们可以使用比细菌更容易在大型反应堆。由于真菌。尼日尔已经分泌能力更大数量的蛋白质然后细菌E。生物合成方法的杆菌,从而大大提高生产力的生产以及金属氧化物纳米颗粒的表征。
相互竞争的利益
简洁的概述细菌和真菌等微生物的使用biosynthesize金属NPs被描述,用摇瓶方法目前在时尚。生产的金属氧化物纳米粒子通过细菌(大肠杆菌)和真菌(A.niger)具有相当大的潜力比传统的合成方法。
微生物真菌菌丝,提供一个增加表面积的细菌真菌物种相比。因此这个区域可能有助于增加支持真菌还原剂与金属离子之间的相互作用,提高离子金属氧化物纳米颗粒的转换。
内容的可伸缩性,另一个因素考虑商业生产的纳米粒子,使真菌的底盘选择为了长期发展,因为他们可以使用比细菌更容易在大型反应堆。自真菌a尼日尔分泌能力更大数量的蛋白质细菌大肠杆菌,从而大大提高生物合成方法生产的生产力以及金属氧化物纳米颗粒的表征。