Int J Mol Sci . 2016 년 9 월; 17 (9) : 1534.
온라인 게시 2016 년 9 월 13 일. doi : 10.3390 / ijms17091534
PMCID : PMC5037809
PMID : 27649147
은 나노 입자 : 합성, 특성, 특성, 응용 및 치료 적 접근
Xi-Feng Zhang , 1 Zhi-Guo Liu , 1 Wei Shen , 2 및 Sangiliyandi Gurunathan 3 *
Bing Yan, 학술 편집자
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요약
최근의 나노 과학과 나노 기술의 발전은 인류의 모든 측면에서 다양한 질병을 진단, 치료 및 예방하는 방식을 근본적으로 변화 시켰습니다. 은 나노 입자 (AgNP)는 생의학 응용에 관여하는 몇몇 금속성 나노 입자 중에서 가장 중요하고 매혹적인 나노 물질 중 하나이다. AgNP는 나노 과학 및 나노 기술, 특히 나노 의학에서 중요한 역할을한다. 여러 귀금속이 다양한 목적으로 사용되었지만, AgNP는 암 진단 및 치료의 잠재적 응용에 초점을 맞추고있다. 이 검토에서는 물리적, 화학적 및 생물학적 방법을 사용하여 AgNPs의 합성에 대해 설명합니다. 또한 AgNP의 특성 및 특성 분석 방법에 대해서도 논의합니다. 더 중요한 것은, 우리는 AgNP의 다기능 바이오 응용에 대해 광범위하게 논의합니다. 예를 들어 항균제, 항진균제, 항 바이러스제, 항염증제, 항 혈관 신생 제 및 항암제, 및 AgNP의 항암 활성 메카니즘으로서. 또한, 우리는 AgNPs를 사용하여 암 치료에 대한 치료 접근과 도전에 대해 설명합니다. 마지막으로, 우리는 AgNP의 미래 관점을 논의함으로써 결론을 내립니다.

키워드 : 은 나노 입자, 합성, 특성 분석, 응용, 메커니즘, 암 치료
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1. 소개
은 나노 입자 (AgNP)는 고유 한 물리적 및 화학적 특성으로 인해 의료, 식품, 건강 관리, 소비자 및 산업 목적을 포함한 다양한 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 여기에는 광학, 전기 및 열, 높은 전기 전도성 및 생물학적 특성이 포함됩니다 [ 1 , 2 , 3 ]. 독특한 특성으로 인해 항균제, 산업, 가정 및 건강 관리 관련 제품, 소비자 제품, 의료 기기 코팅, 광학 센서 및 화장품, 제약 산업, 식품 산업, 진단, 정형 외과, 약물 전달, 항암제로서 궁극적으로 항암제의 종양-사멸 효과를 향상 시켰습니다.4 ]. 최근에, AgNP는 많은 직물, 키보드, 상처 드레싱 및 생의학 장치에서 자주 사용되어왔다 [ 2 , 5 , 6 ]. 나노 크기의 금속 입자는 독특하며 표면 대 부피 비율로 인해 물리적, 화학적 및 생물학적 특성을 상당히 변화시킬 수 있습니다. 그러므로이 나노 입자는 다양한 목적으로 활용되어왔다 [ 7 , 8 ]. AgNP의 요건을 충족시키기 위해, 합성을 위해 다양한 방법이 채택되었다. 일반적으로 기존의 물리 화학적 방법은 매우 비싸고 위험한 것 같습니다 [ 1 , 9 ]. 흥미롭게도 생물학적으로 준비된 AgNP는 높은 수율, 용해도 및 높은 안정성을 보여줍니다.1 ]. AgNPs에 대한 여러 가지 합성 방법 중 생물학적 방법은 번역 연구를 위해 최적화 된 조건에서 잘 정의 된 크기와 형태를 생성 할 수있는 단순하고 빠르며 비 독성이며 신뢰할 수 있으며 녹색 접근 방법 인 것 같습니다. 결국, AgNP 합성을위한 녹색 화학 접근법은 많은 가능성을 보여줍니다.

합성 후, 입자의 물리 화학적 특성이 생물학적 특성에 상당한 영향을 미칠 수 있기 때문에 정확한 입자 특성화가 필요합니다. 인간 복지, 나노 의료 또는 건강 관리 산업 등의 목적으로 모든 나노 물질의 잠재력을 최대한 활용하기위한 안전 문제를 해결하기 위해, 준비된 나노 입자를 적용하기 전에 특성화 할 필요가있다 [ 10 , 11 ]. 크기, 모양, 크기 분포, 면적, 형상, 용해도, 응집 등 필요성 나노 물질의 특징은 독성 생체 적합성 또는 [평가 이전에 평가 될 12]. 합성 된 나노 물질을 평가하기 위해, 자외 가시 분광법 (UV-vis spectroscopy), X- 선 회절 법 (XRD), 푸리에 변환 적외선 분광법 (FTIR), X- 선 광전자 분광법 (XPS), 동적을 포함한 많은 분석 기술이 사용되었다. 광 산란 (DLS), 주사 전자 현미경 (SEM), 투과 전자 현미경 (TEM), 원자력 현미경 (AFM) 등 [ 13 , 14 ].

AgNP의 생물학적 활성은 표면 화학, 크기, 크기 분포, 모양, 입자 형태, 입자 구성, 코팅 / 캡핑, 응집 및 용해 속도, 용액 내 입자 반응성, 이온 방출 효율 및 세포 유형, AgNP의 합성에 사용되는 환원제의 유형은 세포 독성의 결정에 중요한 요소이다 [ 15 ]. 나노 입자의 물리 화학적 특성은 전신 및 국소 투여 후 치료제의 생체 이용률을 향상시킨다 [ 16 , 17 ]. 반면 세포 흡수, 생물학적 분포, 생물학적 장벽으로의 침투 및 결과적인 치료 효과에 영향을 줄 수있다 [ 18 , 19]. 따라서 크기, 형태 및 기능면에서 균일 한 제어 구조를 갖는 AgNP의 개발은 다양한 생의학 응용에 필수적이다 [ 20 , 21 , 22 , 23 , 24 ].

암은 제어되지 않은 성장 및 유전 외부, 내부, 환경 팩터의 조합 등 여러 가지 요인에 의한 비정상 세포의 확산의 특징이있는 복잡한 다 인성 질병이다 (25) , 그리고 다양한 처리에 의해 처리 될 때 화학 요법, 호르몬 요법, 수술, 방사선, 면역 요법 및 표적 요법을 포함하는 것 [ 25]. 따라서, 세포-표적 특이성을 갖는 효과적이고 비용 효과적이며 민감한 납 분자를 식별하고 감도를 증가시키는 것이 과제이다. 최근에, AgNP는 항암제로서의 암, 진단 및 프로빙에서의 치료 적 적용으로 인해 많은 관심을 보여왔다. 문헌을 고려하여,이 검토에서 우리는 단일의 AgNPs의 항균, 항진균, 항 바이러스, 항염증제, 항암 및 항 혈관 형성 특성을 중심으로 한 합성, 특성화, 특성 및 바이오 응용 분야의 최근 개발에 중점을 두었습니다. 플랫폼. 이 검토는 또한 항암 활성의 메커니즘, 치료 접근법 및 암 치료에서 나노 입자의 도전과 한계를 강조합니다. 마지막으로,이 검토는 AgNP의 결론과 미래 전망으로 끝납니다.

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2. AgNP의 합성
2.1. 물리 화학적 방법을 이용한 AgNP의 합성
일반적으로, 나노 입자의 합성은 물리적, 화학적 및 생물학적 방법을 포함하는 3 가지 상이한 접근법을 사용하여 수행되었다. 물리적 방법에서, 나노 입자는 대기압 [ 26 , 27 , 28 , 29 ] 에서 튜브 퍼니스를 사용하여 증발-응축에 의해 제조된다 . 스파크 방전 및 열분해를 포함한 종래의 물리적 방법이 AgNP의 합성에 사용되었다 [ 30 , 31 ]. 물리적 방법의 장점은 속도, 환원제로 사용되는 방사선 및 관련된 유해 화학 물질이 없지만 단점은 낮은 수율과 높은 에너지 소비, 용매 오염 및 균일 한 분포 부족입니다 [ 32 , 33, 34 , 35 , 36 ].

화학적 방법은 물 또는 유기 용매를 사용하여은 나노 입자를 제조한다 [ 37 , 38 ]. 이 공정은 일반적으로 금속 전구체, 환원제 및 안정화 / 캡 핑제와 같은 3 가지 주요 성분을 사용합니다. 기본적으로, 은염의 환원은 두 단계 (1) 핵 생성; 및 (2) 후속 성장. 일반적으로은 나노 물질은 "top-down"과 "bottom-up"으로 분류되는 두 가지 방법으로 얻을 수있다 [ 39 ]. "하향식 (top-down)"방법은 콜로이드 보호제를 사용한 후속 안정화로 벌크 금속의 기계적 분쇄이다 [ 40 , 41]. "하단"방법은 화학적 환원, 전기 화학 방법 및 소노 분해를 포함한다. 화학적 방법의 주요 장점은 물리적 방법과 달리 수율이 낮은 높은 수율입니다. 상술 한 방법은 매우 비싸다. 또한, 시트 레이트, 보로 하이드 라이드, 티오-글리세롤 및 2- 머 캅토 에탄올과 같은 AgNP 합성에 사용되는 물질은 독성이 있으며 위험하다 [ 41 ]. 이러한 단점 이외에도, 제조 된 입자는 표면이 화학 물질로 침전 된 것으로 밝혀져 예상되는 순도를 갖지 않습니다. 입자 크기를 방지하기위한 추가 단계가 필요한, 잘 정의 된 크기의 AgNP를 준비하는 것도 매우 어렵다 [ 42]. 또한 합성 과정에서 너무 많은 독성 및 유해 부산물이 배출됩니다. 화학적 방법은 극저온 합성 [ 43 ], 레이저 어블 레이션 [ 44 ], 리소그래피 [ 45 ], 전기 화학적 환원 [ 46 ], 레이저 조사 [ 47 ], 초음파 분해 [ 48 ], 열분해 [ 49 ], 및 화학적 환원 [ 50 ]. 나노 입자의 화학적 합성의 장점은 생산 용이성, 저렴한 비용 및 높은 수율; 그러나 화학적 환원제의 사용은 살아있는 유기체에 유해하다 [ 13]. 최근에 Abbasi et al. AgNPs의 합성 방법, 특성 및 생체 응용에 대한 상세한 설명을 설명했다 [ 51 ].

2.2. AgNP의 합성을위한 녹색 화학 접근법
화학적 방법의 단점을 극복하기 위해 생물학적 방법이 가능한 옵션으로 등장했습니다. 최근에, 생물학적으로 매개 된 나노 입자의 합성은 간단하고, 비용 효율적이며, 신뢰할 수 있고, 환경 친화적 인 접근법 인 것으로 나타 났으며, 박테리아, 진균, 식물을 포함한 다양한 생물학적 시스템을 사용하여 한정된 크기의 AgNP의 고 수율 생산에 많은 관심이 집중되어왔다. AgNP뿐만 아니라 금 및 그래 핀과 같은 다른 여러 나노 입자의 합성을위한 화학적 방법의 대안으로 비타민, 아미노산과 같은 작은 생체 분자 및 추출물 [ 9 , 52 , 53 , 54 , 55 , 56]. 그람 음성 및 그람 양성 박테리아에 의한 금속의 생체 흡수는이 생물학적 방법이 번성하기 전에 나노 입자의 합성에 대한 지표를 제공했다; 그러나 합성 된 나노 물질은 나노 입자가 아닌 응집체였다 [ 57 ]. 여러 연구에서 생물학적 방법에 독성 화학 물질을 사용하지 않고 친환경적이고 비용 효율적이며 생체에 적합한 방법을 사용하여 AgNPs의 합성을보고했습니다. 이 녹색 화학 접근법에서 Pseudomonas stutzeri AG259 [ 58 ], 락토 바실러스 균주 [ 59 ], Bacillus licheniformis [ 55 ]; 대장균 ( E. coli ) [9 ], Brevibacterium casei [ 60 ], Fusarium oxysporum [ 61 ], Ganoderma neo-japonicum Imazeki [ 62 ], Allophylus cobbe [ 52 ], Artemisia princeps [ 63 ], Typha angustifolia [ 64 ] 등의 식물 추출물 이 사용되었습니다. . 이외에도 바이오 폴리머 [ 65 ], 전분 [ 66 ], 섬유소 용해 효소 [ 39 ], 아미노산 [ 67 ] 등 여러 가지 생체 분자] 사용 된. 나노 입자의 생물학적 합성은 (a) 용매; (b) 환원제; 및 (c) 무독성 물질. 생물학적 방법의 주요 장점은 합성 공정에 존재하는 아미노산, 단백질 또는 2 차 대사 산물의 이용 가능성, 입자 응집 방지에 필요한 추가 단계 제거 및 AgNP 합성을위한 생물학적 분자의 사용입니다. 친환경 및 무공해. 생물학적 방법은 제어 된 입자 크기와 모양을 제공하는 것으로 보이며, 이는 다양한 생의학 응용에 중요한 요소이다 [ 68 ]. 박테리아 단백질 또는 식물 추출물을 환원제로 사용하여 나노 입자의 모양, 크기 및 단분 산성을 제어 할 수 있습니다. [ 9]. 생물학적 방법의 다른 장점은 방대한 생물학적 자원의 이용 가능성, 시간 요구 감소, 고밀도, 안정성 및 준비된 나노 입자의 물에서의 준비된 용해성이다 [ 69 ].

AgNP의 생물학적 활성은 입자의 크기와 모양에 의해 제어되는 AgNP의 형태와 구조에 의존한다 [ 70 , 71 ]. 크기 및 형상에 관한 한, 더 작은 크기 및 절단 된 삼각형 나노 입자가보다 효과적이며 우수한 특성을 갖는 것으로 보인다. 많은 연구에서 모양과 크기 범위가 다른 AgNP를 성공적으로 합성했지만 여전히 한계가 있습니다. 형태 및 구조에 대한 제어를 달성하기 위해,과 붕산 나트륨 (NaBH 4 ) 과 같은 과량의 강한 환원제 가 단 분산 및 균일 한 크기의은 콜로이드의 합성에 사용되었다 [ 72]. 생물학적 방법은 화학적 방법과 비교하여 전구체의 양, 온도, pH 및 환원 및 안정화 인자의 양을 포함하여 합성 방법의 최적화를 통해 생성 된 나노 입자의 모양, 크기 및 분포를보다 쉽게 제어 할 수 있습니다. [ 9 , 73 ].

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3. 특성
나노 입자의 물리 화학적 특성은 그들의 행동, 생체 분포, 안전성 및 효능에 중요하다. 따라서, 합성 입자의 기능적 측면을 평가하기 위해서는 AgNP의 특성이 중요하다. UV-vis 분광법, X- 선 회절 분석 (XRD), 푸리에 변환 적외선 분광법 (FTIR), X- 선 광전자 분광법 (XPS), 동적 광 산란 (DLS), 주사 전자를 포함한 다양한 분석 기법을 사용하여 특성화를 수행합니다. 현미경 (SEM), 투과 전자 현미경 (TEM) 및 원자력 현미경 (AFM). 자격을 갖춘 여러 서적과 리뷰에서 AgNP의 특성 분석을위한 다양한 종류의 분석 기법의 원리와 사용법을 제시했습니다. 하나, AgNP의 특성 분석에 사용되는 중요한 기술의 기본 사항은 이해를 돕기 위해 아래에 자세히 설명되어 있습니다. 예를 들어, 배양 상청액으로부터 제조 된 다양한 분석 기술을 사용한 AgNP의 특성 분석바실러스 종은 도 1 에 주어져있다 .


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그림 1
다양한 분석 기술을 사용하여 바실러스 종 으로부터 제조 된은 나노 입자 (AgNP)의 특성 . ( A ) AgNP의 X- 회절 스펙트럼에 의한 AgNP의 특성 분석; ( B ) AgNP의 푸리에 변환 적외선 스펙트럼; ( C ) 동적 광산란에 의한 AgNP의 크기 분포 측정; ( D ) AgNP의 주사 전자 현미경 이미지; ( E ). AgNP의 투과 전자 현미경 이미지.

3.1. UV- 가시 광선 분광법
UV-vis spectroscopy는 AgNPs의 합성 및 안정성을 모니터링하는 데 사용되는 합성 나노 입자의 주요 특성 분석을위한 매우 유용하고 신뢰할 수있는 기술이다 [ 74 ]. AgNP는 고유 한 광학 특성을 가지므로 특정 파장의 빛과 강하게 상호 작용할 수 있습니다 [ 75 ]. 또한, UV-vis 분광법은 빠르고, 쉽고, 단순하고, 민감하고, 다양한 NP 유형에 대해 선택적이며, 측정을위한 단기간의 시간 만 필요하며, 마지막으로 콜로이드 현탁액의 입자 특성 분석을 위해 교정이 필요하지 않습니다 [ 76 , 77 , 78]. AgNP에서, 전도대 및 원자가 대는 전자가 자유롭게 이동하는 서로 매우 근접해있다. 이러한 자유 전자는 표면 플라즈몬 공명 (SPR) 흡수 대역을 발생 시키며, 이는 광파와의 공명에서은 나노 입자의 전자의 집합적인 진동으로 인해 발생한다 [ 79 , 80 , 81 , 82 , 83 , 84 ]. AgNP의 흡수는 입자 크기, 유전체 매체 및 화학적 환경에 따라 달라진다 [ 81 , 82 , 83 , 84 , 85]. 표면 플라즈몬에 할당 된이 피크의 관찰은 2 내지 100 nm 범위의 크기를 갖는 다양한 금속 나노 입자에 대해 잘 기록되어있다 [ 74 , 86 , 87 ]. 생물학적 방법으로 제조 된 AgNP의 안정성은 12 개월 이상 관찰되었으며, UV-vis 분광법을 사용하여 동일한 파장에서 SPR 피크가 관찰되었다.

3.2. X 선 회절 (XRD)
XRD (X-ray diffraction)는 분자 및 결정 구조 [ 79 , 88 ], 다양한 화합물의 정 성적 식별 [ 89 ], 화학 종의 정량적 분해능 [ 90 ], 측정 에 사용되는 대중적인 분석 기법입니다 결정도 [ 91 ], 동형 치환 [ 92 ], 입자 크기 [ 93X- 선 광이 임의의 결정 상에 반사 될 때, 이는 많은 회절 패턴의 형성을 초래하고, 패턴은 결정 구조의 물리 화학적 특성을 반영한다. 분말 시편에서 회절 빔은 일반적으로 샘플에서 나오며 구조적 물리 화학적 특징을 반영합니다. 따라서 XRD는 무기 촉매, 초전도체, 생체 분자, 유리, 폴리머 등과 같은 광범위한 재료의 구조적 특징을 분석 할 수있다 [ 94]. 이러한 재료의 분석은 주로 회절 패턴의 형성에 달려 있습니다. 각 재료에는 회절 회절 빔 (JCPDS) 공동위원회 (Joint Committee on Powder Diffraction Standards) 라이브러리의 참조 데이터베이스와 회절 빔을 비교하여 정의하고 식별 할 수있는 고유 한 회절 빔이 있습니다. 회절 패턴은 또한 샘플 물질이 순수한지 또는 불순물을 함유 하는지를 설명한다. 따라서 XRD는 벌크 및 나노 물질, 법의학 표본, 산업 및 지구 화학적 샘플 물질을 정의하고 식별하는 데 오랫동안 사용되어 왔습니다 [ 95 , 96 , 97 , 98 , 99 , 100 , 101 , 102 , 103 , 104 ].

XRD는 원자 규모 [ 10 , 14 , 88 , 105 ] 에서 결정 성질을 식별하기위한 주요 기술입니다 . X- 선 분말 회절은 유기 및 무기 결정질 물질의 특성을 분석 할 수있는 잠재력이 큰 비파괴 기술입니다 [ 106 ]. 이 방법은 지질, 고분자, 환경, 제약 및 법의학과 같은 다양한 분야의 시료에서 위상 식별을 측정하고 정량 분석을 수행하고 구조적 결함을 결정하는 데 사용되었습니다. 최근에, 응용은 다양한 나노 물질의 특성 및 그 특성으로 확장되었다 [ 106]. X 선 회절의 작동 원리는 브래그의 법칙 [ 88 , 105 ]입니다. 일반적으로 XRD는 X- 선의 광각 탄성 산란 [ 10 , 14 , 88 , 107 , 108 , 109 ]을 기반으로합니다. XRD는 몇 가지 장점이 있지만, 결정 성장의 어려움 및 단일 형태 / 결합 상태에만 관련된 결과를 얻는 능력을 포함하여 단점이 제한적이다 [ 14 , 108 , 110 ]. XRD의 다른 단점은 전자 회절과 비교하여 회절 된 X- 선의 낮은 강도이다 [ 110 , 111 ].

3.3. 동적 광산란
준비된 나노 물질의 물리 화학적 특성은 방사선 산란 기법을 이용한 생물학적 활동의 분석에 중요한 요소이다 [ 10 , 14 , 112 ]. DLS는 용액 또는 현탁액에서 작은 입자의 크기 분포를 서브 마이크론에서 1 나노 미터까지 측정 할 수 있습니다 [ 10 , 14 , 113 ]. 동적 광산란은 입자와 빛의 상호 작용에 의존하는 방법입니다. 이 방법은 좁은 입자 크기 분포, 특히 2 – 500 nm 범위의 측정에 사용할 수 있습니다 [ 78 ]. 나노 입자의 특성 분석 기술 중에서 가장 일반적으로 사용되는 것은 DLS [ 114, 115 , 116 ]. DLS는 콜로이드를 통과하는 레이저에서 산란 된 빛을 측정하며, 현탁 나노 입자로부터의 레일리 산란에 의존한다 [ 117 ]. 다음으로, 시간의 함수로서 산란 된 광 강도의 변조가 분석되고, 입자의 유체 역학적 크기가 결정될 수있다 [ 118 , 119 , 120 ]. 모든 나노 물질의 독성 가능성을 평가하기 위해서는 용액에서의 특성 분석이 필수적이다 [ 11 ]. 따라서; DLS는 주로 수성 또는 생리 학적 용액에서 입자 크기 및 크기 분포를 결정하는 데 사용됩니다 [ 12]. DLS에서 얻은 크기는 일반적으로 TEM보다 크며 이는 브라운 운동의 영향으로 인한 것일 수 있습니다. DLS는 액체에 분산 된 나노 입자의 평균 직경을 얻기 위해 사용되는 비파괴적인 방법입니다. 많은 양의 입자를 동시에 프로빙하는 특별한 이점이 있습니다. 그러나, 샘플 특별한 제한 [다수 가지고 101 , 121 ].

3.4. 푸리에 변환 적외선 (FTIR) 분광법
FTIR은 정확성, 재현성 및 유리한 신호대 잡음비를 제공 할 수 있습니다. FTIR 분광법을 사용 하면 10-3 정도의 작은 흡광도 변화를 감지 할 수 있게되어 차이 분광법을 수행하는 데 도움이되며, 여기서 기능적 활성 잔류 물의 작은 흡수 대역을 전체 단백질의 큰 배경 흡수와 구별 할 수 있습니다. 122 , 123 , 124 , 125 , 126 , 127 , 128 ]. FTIR 분광법은 생체 분자가 나노 입자의 합성에 관여하는지 여부를 알아 내기 위해 자주 사용되는데, 이는 학술 및 산업 연구에서 더욱 두드러진다 [ 10 ,68 , 129 , 130 ]. 또한, FTIR은은, 탄소 나노 튜브, 그래 핀 및 금 나노 입자에 공유 결합 된 기능성 분자의 확인, 또는 촉매 공정 동안 효소와 기질 사이에서 발생하는 상호 작용과 같은 나노 크기 물질의 연구로 확장되었다 [ 68 , 131 , 132 ]. 또한, 비 침습 기술입니다. 마지막으로, 분산 형 제품에 비해 FTIR 분광기의 장점은 빠른 데이터 수집, 강력한 신호, 큰 신호 대 잡음비 및 적은 샘플 가열에 대한 것입니다 [ 133 ]. 최근에는 ATR (Attenuated Total Reflection) -FTIR 분광법 (FTR)이라는 FTIR 방법이 추가로 발전했다 [ 134, 135 , 136 ]. ATR-FTIR을 사용하여 중합체 표면의 화학적 특성을 확인할 수 있으며, 기존의 FTIR과 비교하여 시료 준비가 용이합니다 [ 10 , 137 , 138 , 139 , 140 , 141 ]. 따라서, FTIR은 질산은을은으로 환원시키는 데 생물학적 분자의 역할을 식별하기에 적합하고 가치 있고 비 침습적이며 비용 효율적이며 간단한 기술이다.

3.5. X 선 광전자 분광법 (XPS)
XPS는 실험식 [ 109 , 140 , 141 , 142 ] 을 추정하는 데 사용되는 정량 분광 표면 화학 분석 기법 입니다. XPS는 화학 분석을위한 전자 분광법 (ESCA)으로도 알려져 있습니다 [ 141 ]. XPS는 센서 표면에 관한 정 성적, 정량적 / 반 정량적, 종 분화 정보에 접근하는 데 고유 한 역할을합니다 [ 143 ]. XPS는 고진공 조건에서 수행됩니다. 나노 물질의 X- 선 조사는 전자의 방출로 이어지고, 운동 에너지 및 나노 물질의 표면으로부터 탈출하는 전자의 수의 측정은 XPS 스펙트럼을 제공한다 [ 109 , 140 ,141 , 142 ]. 결합 에너지는 운동 에너지로부터 계산 될 수있다. P = S, 방향족 고리, C-O 및 C = O와 같은 특정 그룹의 항성 거대 분자는 XPS에 의해 식별되고 특성화 될 수있다 [ 144 ].

3.6. 주사 전자 현미경
최근에, 나노 과학 및 나노 기술 분야는 고 에너지 전자 빔을 사용하여 매우 미세한 물체를 탐침하기 위해 나노 물질에 대해 더 많은 것을 배우기 위해 다양한 고해상도 현미경 기술의 개발에 추진력을 제공했다 [ 145 , 146 , 147 ]. 다양한 전자 현미경 기술 중에서 SEM은 표면 이미징 방법으로, 다양한 입자 크기, 크기 분포, 나노 물질 모양 및 미세 및 나노 스케일에서 합성 된 입자의 표면 형태를 완전히 해결할 수 있습니다 [ 10 , 117 , 137 , 148 , 149]. SEM을 사용하여 입자를 수동으로 측정하고 계수하거나 특정 소프트웨어를 사용하여 입자의 형태를 조사하고 이미지에서 히스토그램을 도출 할 수 있습니다 [ 117 ]. SEM과 에너지 분산 형 X- 선 분광법 (EDX)의 조합을 사용하여은 분말 형태를 검사하고 화학 성분 분석을 수행 할 수 있습니다. SEM의 한계는 내부 구조를 해석 할 수 없지만 순도 및 입자 응집 정도에 관한 유용한 정보를 제공 할 수 있다는 것입니다. 현대의 고해상도 SEM은 10nm 이하의 나노 입자 형태를 식별 할 수 있습니다.

3.7. 투과 전자 현미경
TEM은 입자 및 / 또는 입자 크기, 크기 분포 및 형태의 정량적 측정을 얻는 데 사용되는 나노 물질의 특성 분석을 위해 중요하고 자주 사용되는 중요한 기술입니다 [ 10 , 109 , 150 ]. TEM의 배율은 주로 대물 렌즈와 표본 사이의 거리와 대물 렌즈와 이미지 평면 사이의 거리의 비에 의해 결정됩니다 [ 150 ]. TEM은 SEM에 비해 두 가지 장점이 있습니다. 더 나은 공간 분해능과 추가 분석 측정 기능을 제공 할 수 있습니다 [ 10 , 148 , 150 ]. 단점은 필요한 고진공, 얇은 샘플 섹션 [ 10 ,109 , 148 ], TEM의 중요한 측면은 샘플 준비에 많은 시간이 소요된다는 것입니다. 따라서 가능한 최고 품질의 이미지를 얻으려면 샘플 준비가 매우 중요합니다.

3.8. 원자 현미경
일반적으로, AFM은 크기, 모양, 수착 및 구조 외에도 나노 물질의 분산 및 응집을 조사하는 데 사용됩니다. 접촉 모드, 비접촉 모드 및 간헐적 인 샘플 접촉 모드를 포함하여 세 가지 다른 스캐닝 모드를 사용할 수 있습니다 [ 10 , 14 , 151 , 152 , 153 , 154 , 155 ]. AFM은 또한 현재 전자 현미경 (EM) 기술로는 달성 할 수없는지지 된 지질 이중층과 나노 물질의 상호 작용을 특성화하는데 사용될 수있다 [ 113]. 또한, AFM은 측정을 위해 산화물이없는 전기 전도성 표면을 필요로하지 않으며, 많은 유형의 고유 표면에 상당한 손상을 일으키지 않으며, 수성 유체에서 나노 미터 이하의 스케일까지 측정 할 수 있습니다 [ 156 , 157 ]. 그러나 주요 단점은 캔틸레버의 크기로 인해 샘플의 측면 치수를 과대 평가하는 것입니다 [ 158 , 159 ]. 따라서 잘못된 측정을 피하기 위해 많은주의를 기울여야합니다 [ 160 ]. 또한, 접촉 또는 접촉이없는 작동 모드의 선택은 시료 분석에서 중요한 요소입니다 [ 160 ].

3.9. 국부 화 된 표면 플라스 몬 공명 (LSPR)
LSPR은 금속 나노 입자에서 전도 전자의 응집성, 집단 공간 진동으로, 가시 광선에 의해 직접 여기 될 수 있습니다. 국소화 된 표면 플라즈몬 공명 (LSPR) 조건은 나노 입자의 전자적 특성, 입자의 크기 및 형태, 온도, 유전 환경 등을 비롯한 여러 요인에 의해 정의된다. 국소 유전체 환경의 작은 변화는 LSPR의 기능 장애를 유발합니다. LSPR 스펙트럼 피크의 주파수는 국소 굴절률을 통해 나노 구조 환경에 매우 민감하다. 이에 의해, LSPR 주파수의 시프트는 나노 입자의 표면에 근접한 분자 상호 작용의 검출 방법으로서 널리 사용된다 [ 161 , 162 , 163 ,164 , 165 , 166]. 또한, 근거리 장 (near-field) 향상은 특히 나노 입자 형상, 치수 및 조성의 결정을위한 많은 기본 및 응용 과학 분야에서 매우 다양한 발전을 가져왔다. 이 분광법은 (bio) 분자 검출 장치 또는 개선 된 단일 분자 감도를 가진 (bio) 이미징 도구에서 나노 입자의 기본 특성 및 공정을 조사하는 데 사용됩니다. LSPR 분광법은 결합 공정을위한 열역학적 및 실시간 운동 데이터를 제공 할 수 있습니다. LSPR 기반 도구는 더 빠르고 더 높은 감도로 분석하는 데 도움이됩니다. LSPR 분광법의 적용은 주로 감도, 파장 동조성, 작은 감지 부피로 인해 파장 이동 측정을 통해 국소 굴절률의 변화를 변환하여 생물학적 및 화학적 감지에 사용됩니다. 더 낮은 계측 비용. 단일 나노 입자 LSPR 분광법은 국소 구조와 스펙트럼의 관계를 이해하는 데 중요한 도구입니다. 또한, 단일 나노 입자는 나노 입자 어레이보다 훨씬 높은 굴절률 감도를 제공 할 수있다.

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4. AgNP의 특성
표면 화학, 크기, 크기 분포, 모양, 입자 형태, 입자 구성, 코팅 / 캡핑, 응집, 용해 속도, 용액 내 입자 반응성, 이온 방출 효율, 셀 유형 및 최종 유형을 포함한 AgNP의 물리적 및 화학적 특성 합성에 사용되는 환원제는 세포 독성의 결정에 중요한 요소이다 [ 15 , 50 , 167 , 168 , 169 , 170 , 171 , 172 , 173 , 174 , 175 , 176 ]. 예를 들어, 다양한 Bacillus의 배양 상청액과 같은 생물학적 환원제 사용종, AgNP는 구형, 막대, 팔각형, 육각형, 삼각형, 꽃과 같은 다양한 형태로 합성 될 수있다 ( 도 2 ). 이전의 연구는 더 작은 크기의 입자가 더 큰 표면적을 갖기 때문에 더 큰 크기보다 더 큰 독성을 유발할 수 있다고 주장했다 [ 176 ]. 독성의 결정에있어 형상이 중요하다 [ 177 ]. 예를 들어, 생체 의학 분야에서, 나노 큐브, 나노 플레이트, 나노로드, 구형 나노 입자, 꽃과 같은 것을 포함하여 다양한 유형의 나노 구조가 사용되어왔다 [ 175 , 178 ]. AgNP 독성은 주로 나노 입자 표면에 대한 화학 및 / 또는 생물학적 코팅의 이용 가능성에 달려있다 [ 179]. AgNP 표면 전하는 세포에서 독성 효과를 결정할 수있다. 예를 들어, 이들 된 NP의 양의 표면 전하 그들을 음전하 된 NP [비교 혈류에 오랫동안 머무를 수 있도록 그들을 더 적합한 렌더링 180 항암제 [의 투여를위한 주요 경로이며, 181 , 182 ].


그림 2
다양한 바실러스 종 의 배양 상청액을 사용하여 다양한 형태의 AgNP의 생물학적 합성 . ( A ) 구형; ( B ) 혼합 집단 (8 각형, 막 대형, 6 각형 및 정 이십 면체); ( C ) 고 분지; ( D ) 꽃 모양.

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5. AgNP의 생물학적 응용
독특한 특성으로 인해 AgNP는 가정용기구, 건강 관리 산업 및 식품 저장, 환경 및 생물 의학 응용 분야에서 광범위하게 사용되었습니다. AgNP 적용의 다양한 영역에서 여러 가지 검토와 서적이 헌납되었다. 본 발명자들은 항균, 항진균제, 항 바이러스제, 항염증제, 항암제 및 항 혈관 형성 제와 같은 다양한 생물학적 및 생 의학적 용도에서 AgNP의 적용을 강조하는데 관심이있다. 여기에서, 우리는 구체적으로 이전에 출판 된 논문을 다루고 최근 업데이트로 끝납니다. AgNP의 다양한 응용을 나타내는 개략도가 도 3에 제공된다 .


그림 3
AgNP의 다양한 응용.

5.1. AgNP의 항균 활성
AgNP는 항생제에 대한 대안적인 항균제 인 것으로 보이며 항생제에 대한 박테리아 내성을 극복 할 수있는 능력이있다. 따라서, 항균제로서 AgNP를 개발할 필요가있다. 유망한 여러 나노 물질 중에서 AgNP는 표면 대 부피 비율이 크고 결정 학적 표면 구조로 인해 잠재적 항균제로 보인다. 정액 용지 Sondi 및 Salopek-Sondi [의해보고 6 ]에 대해 AGNPS의 항균 활성을 입증 대장균 하는, E. 콜라이 AGNPS 처리 셀이 셀 벽 AGNPS 축적하고있는 "피트"의 형성을 보였다을 박테리아 세포벽은 결국 세포 사멸을 초래합니다. 같은 대장균에서표면 대 부피 비율이 더 큰 균주, 더 작은 입자는 더 큰 입자보다 더 효과적인 항균 활성을 나타냈다 [ 183 ]. 또한, AgNP의 항균 활성은 크기뿐만 아니라 형태 의존적이다 [ 70 ]. AgNP는 평균 크기가 25 nm 인 4 가지 다른 종류의 당류에 의해 합성되었으며, 메티 실린 내성 황색 포도상 구균 과 같은 다중 저항성 균주를 포함하여 그람 양성균 및 그람 음성균에 대한 높은 항균 및 살균 활성을 나타 냅니다. 앞서 언급 한 바와 같이, AgNP는 그람 음성 유기체 E. coli [ 71]. 또한, 효모, 대장균 및 황색 포도상 구균 에 대한 AgNP의 항균 효과의 효율성을 조사하기위한 상세한 연구가 수행되었다 . 결과는 낮은 농도의 AgNPs에서 효모와 대장균 에서 성장의 완전한 억제가 관찰되는 반면, S. 아우 레 우스 에서 약간의 효과가 관찰 되었음을 시사한다 [ 184 ]. 클렙시 엘라 뉴 모니 애의 배양 상청액으로부터 생물학적으로 합성 된 AgNP를 평가 하였다; Staphylococcus aureus 와 E. coli 에 대한 페니실린 G, 아목시실린, 에리스로 마이신, 클린다마이신 및 반코마이신과 같은 다양한 항생제의 효율성Ag-NPs의 존재 하에서 증가되었다 [ 185 ]. AgNP와 비교할 때, 하이드로 겔-은 나노 복합물은이 . 콜라 이에 대해 우수한 항균 활성을 나타냈다 . 키토산 -Ag- 나노 입자 복합체의 단일 포트 합성은 단일 농도의 합성이 중합체에 부착 된 작은 AgNP의 형성을 선호하며, 이는 pH의 매체에 분산 될 수 있기 때문에 각각의 농도에서 성분보다 더 높은 항 미생물 활성을 갖는 것으로 밝혀졌다 ≤ 6.3 [ 186 ]. Staphylococcus aureus 의 배양 상청액을 사용하여 생물학적으로 생산 된 AgNP 는 methicillin-resistant S. aureus 에 대해 유의미한 항균 활성을 보 였으며 , 그 다음에 methicillin- 내성 Staphylococcus epidermidis 와Streptococcus pyogenes 는 Salmonella typhi 와 Klebsiella pneumoniae 에 대해 중간 정도의 항균 활성 만 관찰되었다 [ 187 ]. 환원당 및 단백질의 누출을 통해 대장균 에서 AgNP- 유도 된 세포 사멸의 메커니즘이 관찰되었다 . 또한, AgNP는 많은 구덩이와 틈의 생성을 통해 박테리아 막의 투과성을 파괴 할 수 있으며, 이는 AgNP가 박테리아 세포막의 구조를 손상시킬 수 있음을 나타냅니다 [ 2 ]. 은 나노 결정질 클로로 헥시 딘 (AgCHX) 복합체는 시험 된 그람-양성 / 음성 및 메티 실린-내성 황색 포도상 구균에 대해 강한 항균 활성을 나타냈다(MRSA) 균주. 흥미롭게도, 나노 결정질 Ag (III) CHX의 최소 억제 농도 (MIC)는 리간드 (CHX), AgNO 3 및 금 표준 인은 설파 디아 진 보다 훨씬 낮았다 [ 188 ].

생물막은 항균성 내성을 유발할뿐만 아니라 미생물 성 각막염과 같은 안구 관련 전염병의 발달에 관여한다 [ 189 ]. Kalishwaralal과 동료들은 Pseudomonas aeruginosa 와 Staphylococcus epidermidis 에 대한 항-바이오 필름 활성을 보여 주었다 . 유사하게, 구아바 잎 추출물 환원 된 AgNP (Gr-Ag-NPs)는 화학적으로 합성 된 AgNP와 비교하여 대장균 에 대하여 상당한 항균 활성 및 안정성을 나타냈다; 이러한 높은 활성의 이유는 Gr-Ag-NP 표면의 생체 분자의 흡착 일 수있다 [ 190 ]. Cryphonectria에 의해 합성 된 AgNPsp. S. aureus , E. coli , Salmonella typhi 및 Candida albicans를 포함한 다양한 인간 병원성 박테리아에 대한 항균 활성을 나타 냈습니다 . 흥미롭게도, 이들 특정 AgNP는 S. typhi 및 C. albicans에 비해 S. aureus 와 E. coli 에 대해 높은 항균 활성을 나타냈다 . 도 4 는 대장균 에서 생물학적으로 합성 된 AgNP의 용량 의존적 항균 활성의 효과를 보여준다 .


그림 4
대장균 에서 생물학적으로 합성 된 AgNP의 용량 의존적 항균 활성 . CON : 통제.

Besinis et al. [ 191 ]은 Streptococcus mutans의 일상 소독제 chlorhexidine에 대한 AgNP,은 및 이산화 티타늄과 같은 다른 나노 물질의 독성 효율을 비교 한 것이다 . 다양한 나노 물질 중에서, AgNP는 시험 된 NP의 가장 강력한 항균 활성을 가졌다. Agnihotri et al. [ 192]는 아민-작용 화 된 실리카 표면에 고정 된 AgNP를 사용한 살균 작용에 대한 AgNP의 메커니즘이 입증되었다. 그들은 접촉 살해가 우세한 살균 메커니즘이며, 표면 고정화 나노 입자는 콜로이드 성 AgNP보다 더 큰 효능뿐만 아니라 용액에서은 이온의 농도가 더 높다는 것을 발견했다. 은 / 폴리로 다닌 나노 복합물로 장식 된 실리카 나노 입자를 함유하는 나노 복합물은 대장균 및 S. 아우 레 우스 에 대한 잠재적이고 향상된 항균 활성을 나타내며 , 이는 AgNP와 폴리로 다닌의 특정 조합에 기인한다 [ 155 ]. 흥미롭게도, Khurana et al. [ 193]은 S. aureus , B. megaterium , P. vulgaris , S. sonnei 에 대한 물리적 및 표면적 특성에 근거한 은의 항균 특성을 조사했다 . 항균 작용의 향상은 83 nm에 비해 유체 역학적 크기가 59 nm 인 입자에서 관찰되었다. Gurunathan et al. [ 68 ]은 중요한 병원성 박테리아 슈도모나스 아에 루기 노사 (Pseudomonas aeruginosa) , 시겔 라 플렉 네리 (Sigella flexneri) , 포도상 구균 (Staphylococcus aureus ) 및 스트렙토 코커스 뉴 모니 아 (Streptococcus pneumoniae). 결과는 항생제와 AgNP의 조합이 AgNP 또는 항생제 단독과 비교하여 가장 낮은 농도의 항생제 및 AgNP에서 현저한 항균 및 항-바이오 필름 효과를 나타냄을 시사한다. 중합체 콜로이드 상에 장식 된 AgNP로 구성된 나노 복합체 구는 우수한 항균 활성을 나타냈다 [ 194 ]. 최근에, 그래 핀 및 AgNP를 함유하는 나노 복합물은 항균 활성에 많은 관심을 보였다. 그래 핀 옥사이드 (GO) -Ag 나노 복합재 는 기존의 플레이트 카운트 방법과 디스크 확산 방법을 사용하여 대장균 과 S. 아우 레 우스 에 대해 향상된 항균 활성을 나타냈다 [ 195 ]. GO-Ag 나노 복합물은 메티 실린 내성에 대해 우수한 항균 활성을 나타냈다S. 아우 레 우스 , Acinetobacter baumannii , Enterococcus faecalis 및 대장균 . 또한, GO-Ag 나노 복합체는 일반적인 병원 내 박테리아, 특히 항생제 내성 MRSA에 대한 유망한 항균제이다 [ 196 ]. 환원제 (F-AgNPs)로 곰팡이 추출물에서 추출한 AgNP는 Pseudomonas aeruginosa 와 Staphylococcus aureus 에서 박테리아의 배양 상청액 (B-AgNPs)에서 추출한 AgNP와 비교했을 때 향상된 항균 활성 을 나타 냈습니다 ( 그림 5).). F-AgNP의 최소 억제 농도는 B-AgNP보다 적다. 나노은은 펩타이드 및 박테리아와 상호 작용하며 다양한 박테리아, 곰팡이 및 바이러스 매개 질환에서 나노 의약으로 작용한다 [ 197 ].


그림 5
Calocybe indica 추출물 (F-AgNPs)과 Bacillus tequilensis (B-AgNPs) 의 배양 상등액 을 환원제로 합성 한 AgNP 의 차등 항균 활성 .

5.2. AgNP의 항진균 활성
진균 감염은 면역 억제 된 환자에서 더 빈번하고 현재 항진균제 [제한된 수 있기 때문에 곰팡이 매개 질병을 극복하는 것은 지루한 과정 198 ]. 따라서, 생체 적합성, 비 독성 및 환경 친화적이어야하는 항진균제 개발이 불가피하고 시급한 필요성이있다. 이 시점에서 AgNP는 곰팡이에 의한 다양한 질병에 대한 항진균제로 중요한 역할을합니다. Nano-Ag는 1-7 μg / mL 농도의 Trichophyton mentagrophytes 와 Candida 종 의 임상 분리주 및 ATCC 균주에 대해 강력한 항진균 활성을 나타냈다 . 에스테반-테제 다 (Esteban-Tejeda) 등. [ 199]는 살 생물 활성이 강화 된 소다 석회 유리에 평균 크기가 20 nm 인 AgNP를 함유하는 불활성 매트릭스를 개발했다. 단분 산성 Nano-Ag 세피 올 라이트 섬유는 Issatchenkia orientalis 에 대해 상당한 항진균 활성을 나타냈다 . AgNP는 Aspergillus niger 에 대해 우수한 항진균 활성을 보였으며 Candida albicans 에 대해서는 25 μg / mL의 MIC를 나타 냈습니다 [ 200 ]. 생물학적으로 합성 된 AgNP는 Phoma glomerata , Phoma herbarum , Fusarium semitectum , Trichoderma sp. 및 Candida albicans 에 대한 fluconazole과 함께 항진균 활성이 강화 된 것으로 나타났다 [ 201]. 소듐 도데 실 설페이트로 안정화 된 AgNP는 기존의 항진균제와 비교하여 Candida albicans 에 대해 항진균 활성이 강화 된 것으로 나타났다 [ 20 ]. 상이한 AgNP의 크기-의존적 항진균 활성을 성숙한 칸디다 알비 칸스 및 칸디다 글라 브라 타 바이오 필름 에 대해 수행 하였다 . 생물학적 합성 AGNPS 포함한 여러 식물 병원성 진균에 대해 항균 활성을 나타내 알터 alternata , Sclerotinia sclerotiorum에 , Macrophomina의 phaseolina , 리족 토니아 솔라 니 , 보 트리 티스 시네 레아 와 Curvularia의 lunata 15 밀리그램의 농도 [에서 202, 203 ]. 유사하게, Bacillus 종에 의해 합성 된 AgNP 는 8 μg / mL의 농도에서 식물 병원성 진균 Fusarium oxysporum 에 대하여 강한 항진균 활성을 나타냈다 [ 204 ]. 그래 핀 옥사이드와 AgNP로 구성된 카본 나노 스크롤 (CNS)은 그래 핀 옥사이드와 AgNP를 포함하는 GO-AgNP 나노 복합체와 비교하여 Candida albicans 와 Candida tropical 에 대한 강화 된 항진균 활성을 나타냈다 [ 205 ]. AgNP의 항진균 효능은 칸디다 알비 칸스 및 칸디다 글라 브라 타에 대해 nystatin (NYT) 또는 chlorhexidine (CHX)과 함께 평가되었습니다.생물막. 이 조사의 결과는 nystatin (NYT) 또는 chlorhexidine digluconate (CHG)와 결합 된 AgNP가 더 우수한 상승적 항-바이오 필름 활성을 보여 주었다는 것을 시사합니다. 그러나이 활동은 종과 약물 농도에 따라 달라진다 [ 206 ].

생물학적으로 합성 된 AgNP는 양수 의 발아 억제에 의해 양극성 sorokiniana 에 대한 강력한 항진균 활성을 나타냈다 [ 207 ]. 흥미롭게도, AgNP는 인간 및 식물 병원성 진균을 억제 할뿐만 아니라, 페니 실 리움 브리 비콤 파쿰 (Penicillium brevicompactum) , 아스 페르 길 루스 푸 미가 투스 (Aspergillus fumigatus) , 클라도 스포 리움 클라도 스포 로이드 (Cladosporium cladosporoides) , 샤토 미움 글 로보 섬 (Chetomium globosum) , 스타키 보리 ( Stachybotrys) , 타르 타룸 ( Stitabotrys chartarum ) 및 모르 티에 렐라 알파인 ( Ateraella alpine agar media) 과 같은 실내 곰팡이 종을 억제한다 [ 208 ].

5.3. AgNP의 항 바이러스 활성
바이러스 성 매개 질환은 흔하며 세계에서 더욱 두드러지고 있습니다. 따라서 항 바이러스제 개발이 필수적입니다. AgNP의 항 바이러스 활성 메카니즘은 항 바이러스 요법에서 중요한 측면이다. AgNP는 특정 크기 범위 및 형태에 기초하여 박테리아 및 바이러스와 고유 한 상호 작용을한다 [ 70 , 209 , 210 ]. 폴리 설폰 한외 여과막 (nAg-PSf)에 포함 된 항 바이러스 활성 나노 -Ag는 MS2 박테리오파지에 대해 평가되었으며, 이는 상당한 항 바이러스 활성이 막 친수성의 증가의 결과임을 보여 주었다 [ 21 ]. Lara et al. [ 211]은 바이러스 복제의 초기 단계에서 항 HIV 활성을 보여주는 최초의 기계 연구를 보여 주었다. 폴리 비닐 피 롤리 돈 (PVP)-코팅 된 AgNP는 세포 관련 HIV-1 및 무 세포 HIV-1 단리 물의 전염을 방지 하였다 [ 211 ]. AgNP는 인간 면역 결핍 바이러스 (HIV) 및 B 형 간염 바이러스 (HBV)에 대한 효율적인 억제 활성을 보여 주었다 [ 212 ]. AgNP의 항 바이러스 작용을 조사하기위한 연구가 시도되었다; 데이터는 HIV-1의 대 식세포 (M)-트로픽 및 T- 림프구 (T)-트로픽 균주가 AgNP- 코팅 된 폴리 우레탄 콘돔 (PUC)에 매우 민감하다는 것을 보여 주었다 [ 213]. 여러 연구에서 AgNP가 바이러스의 생존력을 억제 할 수 있음이 밝혀졌지만 항 바이러스 활성의 정확한 메커니즘은 여전히 모호합니다. 그러나 Trefry 및 울리에서 연구 AGNPS가 발생하였습니다 세포에 독성이되지 않은 농도에서 바이러스 역가 다섯 log 감소에 4 ~ [ 214]. 흥미롭게도, AgNP의 존재 하에서, 바이러스는 세포에 흡착 될 수 있었고,이 바이러스 진입은 AgNP의 항 바이러스 효과를 담당한다. 적혈구 응집 분석은 AgNP가 Madin-Darby 송곳니 신장 세포에서 인플루엔자 바이러스의 성장을 유의하게 억제 할 수 있음을 나타냈다. 생쥐에서 비강 내 AgNP 투여에 대한 연구는 생존을 현저하게 향상 시켰으며, 폐 바이러스 역가 수준을 낮추고, 폐 조직의 작은 병리학 적 병변 및 H3N2 인플루엔자 바이러스 감염 후 현저한 생존 이점을 보여 주었으며, 이는 AgNP가 생쥐 생존에 중요한 역할을한다는 것을 시사한다. [ 215 ] . 생물학적으로 합성 된 AgNPs는 AgNPs의 크기와 제타 전위에 기초하여 단순 포진 바이러스 (HSV) 1 형과 2 형 및 인간 파라 인플루엔자 바이러스 3 형의 생존 성을 억제했다 [ 216]. 비 세포 독성 농도의 AgNP로 Vero 세포를 처리하면 Peste des petits ruminants virus (PPRV)의 복제가 유의하게 억제되었다. 바이러스 복제의 메커니즘은 AgNP와 비리 온 표면 및 비리 온 코어의 상호 작용에 기인한다 [ 217 ]. 탄닌산은 직접 상호 작용, 차단 된 바이러스 부착, 침투 및 추가 확산을 통해 시험 관내 및 생체 내에서 HSV-2 감염성을 감소시킬 수있는 다양한 크기의 AgNP의 합성을 매개 하였다 [ 218 ]. Ag + 단독 의 항 바이러스 특성 및 50 ppb Ag + 및 20 ppm CO 3 2- (탄산 이온)의 조합은 박테리오파지 에서 수행되었다.MS2 파지. 이 연구의 결과는 50 ppb Ag + 단독이 파지에 영향을 미치지 않았으며, 50 ppb Ag + 및 20 ppm CO 3 의 조합 은 15 분의 접촉 시간 내에 효과적인 항 바이러스 특성을 갖는 것으로 밝혀졌다 [ 219 ] . 빈 황색 모자이크 바이러스 (BYMV)에서 24 시간 동안 AgNP로 처리하면 바이러스 농도, 감염률 및 질병 심각도가 감소했습니다 [ 220 ].

5.4. AgNP의 항 염증 활성
염증은 조직에 의한 외래 입자에 대한 초기 면역 반응으로, 염증 유발 시토카인의 생성, 면역 체계의 활성화, 보체 인자, 인터루킨 -1 (IL)과 같은 프로스타글란딘 및 화학 주성 물질의 방출에 의해 뒷받침됩니다 -1), TNF-α 및 TGF-β [ 221 , 222 , 223 , 224 ]. 염증 작용을 극복하려면 효과적인 항염증제를 찾아야합니다. 몇몇 항염증제 중에서, AgNP는 최근 항 염증 분야에서 중요한 역할을 수행 하였다. AgNP는 항균성 인 것으로 알려져 있지만, AgNP의 항 염증 반응은 여전히 제한적이다. 보홀과 슈 체터 [ 225]는 쥐의 항 염증 활성을보고했다. 4mg / kg 또는 40mg / kg의 나노 크리스탈 린은 (NPI 32101)으로 경구 내에서 처리 된 랫트는 대장 염증을 현저히 감소시켰다. AgNP로 처리 된 마우스는 용량-의존적 방식으로 발생하는 빠른 치유 및 개선 된 외관을 나타냈다. 또한, AgNP는 상당한 항균 특성, 상처 염증 감소 및 섬유 성 사이토 카인의 조절을 나타냈다 [ 226 ]. 이전 연구를 계속하면서 Wong et al. [ 222] 생체 내 및 시험관 내 모델을 모두 사용하고 AgNP가 염증성 마커의 양을 하향 조절할 수있는 AgNP의 항 염증 특성에 대한 추가 증거를 얻기 위해 조사한 결과 AgNP가 염증성 사건을 억제 할 수 있음을 시사 상처 치유의 초기 단계 [ 222 ]. 돼지 접촉 피부염 모델은 nanosilver로 치료하면 염증 세포에서 세포 자멸사를 크게 증가시키고 전 염증성 사이토 카인의 수준을 감소 시켰습니다 [ 227 ]. 생물학적으로 합성 된 AgNP는 HaCaT 세포에서 UV-B 조사에 의해 유도 된 사이토 카인의 생성을 억제 할 수 있으며, 발 조직의 부종 및 사이토 카인 수준을 감소시킨다 [ 228 ].

5.5. AgNP의 항 혈관 형성 활성
병리학 적 혈관 형성은 암 및 다양한 허혈성 및 염증성 질환의 상징이다 [ 229 ]. 혈관 신생 관련 질환을 극복하기 위해 새로운 프로-항생 혈관 생성 및 항-혈관 신생 분자를 발견하는 데 관심이있는 몇몇 연구 그룹이 있습니다. 항 혈관 형성 특성을 갖는 여러 가지 합성 분자가 있지만, 천연 프로와 항 혈관 신생 인자의 일련의 발견은이 [가까운 장래에 혈관 신생에 의존하는 질병의 두 클래스를 치료하기보다 생리 학적 접근 방식 제공 할 수 있음을 시사 (230)]. 최근에, 몇몇 연구는 AgNP가 항-혈관 형성 및 항암 특성을 모두 가지고 있음을 나타내는 시험 관내 및 생체 내 모델 둘 다를 사용하여 근거를 제공하는 증거를 제공 하였다. 여기, 우리는 암과 다른 혈관 신생 관련 질병에 중요한 기여를 요약하고자합니다.

Kalishwaralal et al. [ 231 ]은 모델 시스템으로 소 망막 내피 세포 (BREC)를 사용하여 생물학적으로 합성 된 AgNP의 항 혈관 형성 특성을 보여 주었으며, 여기서 500nM 농도에서 AgNP로 24 시간 처리 한 후 BREC에서 증식 및 이동 억제가 발견되었습니다. 혈관 내피 성장 인자 (VEGF)의 억제 메커니즘은 카스파 제 -3 및 DNA 단편화의 활성화에 의해 혈관 신생 과정을 유도하였고, AgNP는 BREC에서 VEGF- 유도 된 PI3K / Akt 경로를 억제 하였다 [ 232 ]. 이 연구에 이어 Gurunathan et al. [ 23]는 강력한 상 혈관 형성 제로 알려진 벤치 마크로서 안료 상피 유래 인자 (PEDF)를 사용함으로써 AgNP의 항 혈관 형성 특성에 대한 증거를 제공 하였다. 시험 관내 모델 시스템으로서 BREC를 사용하여, AgNP가 VEGF- 유도 된 혈관 신생 분석을 억제한다는 것을 발견 하였다. 더욱이, 그들은 AgNP가 PI3K / Akt의 불 활성화에 의해 새로운 혈액 미세 혈관의 형성을 차단할 수 있음을 입증 하였다. 같은 그룹은 또한 Dalton 림프종 복수 (DLA) 세포에서 다양한 세포 독성 분석을 사용하여 AgNP의 항암 특성을 보여 주었으며, 종양 마우스 모델은 AgNP의 존재 하에서 생존 시간이 상당히 증가 된 것으로 나타났다 [ 24]. 디아 미노 피리 디닐 (DAP)-유도 된 헤파린 (HP) 다당류 (DAPHP)로 환원 된 AgNP는 글루코오스 컨쥬 게이션과 비교하여 기본 섬유 아세포 성장 인자 (FGF-2)-유도 된 혈관 신생을 억제 하였다 [ 232 ]. Kim et al. [ 233 ]은 테트라 -N- 부틸 암모늄 변성 히알루로 네이트 (HA-TBA)에 컨쥬 게이션 된 항 혈관 신생 Flt1 펩티드를 개발 하였고,이를 제니스테인을 캡슐화하는데 사용 하였다. 시험 관내 모델 시스템으로서 인간 제대 정맥 내피 세포 (HUVEC)를 사용하여, 그들은 제니스테인 / Flt1 펩티드 -HA 미셀이 HUVEC의 증식을 억제하고, 동일한 시약이 Sprague Dawley의 질산으로 소작 된 각막에서 각막 신생 혈관을 현저하게 감소시킬 수 있음을 발견했다. SD) 쥐. Ag 2림프 배수 및 혈관 네트워크를 모니터링하기 위해 나노 프로브로 사용되는 S 양자점 (QD). Ag 2 S- 기반 나노 프로브는 긴 순환 시간 및 높은 안정성을 나타냈다. 또한, 그들은 생체 내에서 작은 종양 (직경 2-3 mm)에 의해 매개되는 혈관 신생을 추적 할 수 있었다 [ 5 ]. 최근에, 200 μg / mL의 농도를 포함하는 Agchilles의 Achillea biebersteinii 꽃 추출물-매개 합성은 새로 형성된 용기에서 50 % 감소를 나타냈다 [ 234 ]. 도 6 은 소 망막 내피 세포 (BREC) 및 인간 유방암 세포 MDA-MB 231에서 VEGF 유도 된 혈관 신생 활성에 대한 AgNP의 억제 효과를 보여준다.


그림 6
( A ) 소 망막 내피 세포 (BREC)의 혈관 내피 성장 인자 (VEGF)-유도 된 증식에 대한 AgNP의 효과; 및 ( B ) 인간 유방암 세포 MDA-MB 231. 세포를 AgNP의 존재 또는 부재하에 VEGF로 24 시간 동안 처리 하였다. 트리 판 블루 배제 분석에 의해 세포 증식을 측정 하였다.

5.6. AgNP의 항암 활성
우리의 생애에서 3 명 중 1 명은 암이 발생할 가능성이 있습니다 [ 235 ]. 많은 화학 요법 제가 현재 다른 유형의 암에 사용되고 있지만 부작용은 엄청 나며 특히 정맥 주사에 의한 화학 요법 제의 투여는 지루한 과정이다 [ 235]]. 따라서 전신 부작용을 피하기 위해 기술을 개발하는 것이 필수적입니다. 이 시점에서, 많은 연구자들은 종양 세포를 구체적으로 표적으로 할 수있는 제형을 생성하기위한 대안적인 도구로서 나노 물질을 개발하는 데 관심이있다. 몇몇 연구 실험실은 암과 싸우기 위해 새로운 분자를 찾는 가능성을 다루기 위해 다양한 세포주를 사용했습니다. 여기 우리는 체 외 및 생체 조건 모델 시스템을 사용 하여 항 암 활동을보고하는 다양 한 실험실에서 작업을 요약했다. Gopinath et al. [ 236]은 AgNP의 분자 메커니즘을 조사하고, 프로그램 된 세포 사멸이 조건 하에서 농도 의존적임을 발견 하였다. 또한, 그들은 플루오로 우라실 (5-FU)의 존재 하에서 우라실 포스 포리보실 트랜스퍼 라제 (UPRT)-발현 세포 및 비 -UPRT- 발현 세포를 사용하여 아 pop 토 시스에 대한 상승 효과를 관찰 하였다. 이러한 실험 조건에서, 그들은 AgNP가 아 pop 토 시스를 유도 할뿐만 아니라 암 세포를 민감하게한다는 것을 관찰했다. 전분-코팅 된 AgNP의 항암 특성은 정상적인 인간 폐 섬유 아세포 (IMR-90) 및 인간 교 모세포종 세포 (U251)에서 연구되었다. AgNPs는 세포 형태의 변화를 유도하고, 세포 생존력 및 대사 활성을 감소시키고, 산화 스트레스를 증가시켜 미토콘드리아 손상 및 DNA 손상으로 끝나는 반응성 산소 종 (ROS)의 생성을 증가시켰다. 이 두 가지 세포 유형 중에서237 ]. 동일한 그룹은 또한 AgNP의 세포 흡수가 주로 세포 내 이입을 통해 발생했음을 입증 하였다. AgNP- 처리 된 세포는 메탈 로티 오네 인의 상향 조절, 주요 액틴 결합 단백질의 하향 조절, 필라 민 및 유사 분열 정지를 포함하여 다양한 이상을 나타냈다 [ 237 ]. 암 세포의 형태 분석은 생물학적으로 합성 된 AgNP가 세포 사멸을 매우 유의하게 유도 할 수 있음을 시사한다. Jun et al. [ 238] 제 1 유형은 평균 크기 18 nm의 자기 코어를 갖는은-포함 자기 NP로 구성되고 다른 유형은 평균 크기가 16 nm 인은을 갖는 두꺼운 실리카 쉘로 구성되고, 우아하게 제조 된 다기능은-매립 자기 나노 입자; 생성 된 실리카-캡슐화 된 자기 NP (M-SERS 도트)는 강한 표면 강화 라만 산란 (SERS) 신호를 생성하고 자기 특성을 가지며,이 두 가지 중요한 특성은 유방암 세포 (SKBR3) 및 부유 백혈병 세포를 표적으로하는 데 사용되었습니다 ( SP2 / O).

단백질-접합 된 황화은 나노 결정의 항 종양 활성은 인간 간세포 암종 Bel-7402 및 C6 신경아 교종 세포에서 크기 의존적이다 [ 239 ]. AgNP를 세포 내로 직접 처리하는 대신, 일부 연구자들은 암 세포로은을 전달하기위한 운반체 분자로 키토산을 개발했다. 예를 들어, Sanpui et al. [ 240 ]은 AgNP의 키토산 기반 나노 담체 (NC) 전달이 매우 낮은 농도에서 아 a 토 시스를 유도함을 보여 주었다. 그런 다음 생화학 분석 배터리를 사용하여 세포 독성 효율성을 조사했습니다. 그들은 증가 된 수준의 세포 내 ROSin HT 29 세포를 발견했다. AgNP가있는 저농도의 나노 담체는 AgNP 단독보다 더 우수한 억제 결과를 나타냈다. Boca et al. [ 241] 키토산 코팅 된은 나노 삼각형 (Chit-AgNT)은 증가 된 세포 사망률을 나타낸다고보고 하였다. 또한, 인간 배아 세포 (HEK)는 Chit-AgNT를 효율적으로 흡수 할 수 있었고, 다양한 크기의 AgNP의 세포 독성 효과는 급성 골수성 백혈병 (AML) 세포에서 중요했다 [ 242 ]. 최근에, 인간 유방암 MDA-MB-231 세포에서 세균 (B-AgNP) 및 진균 추출물 생성 AgNP (F-AgNP)의 항암 특성이 입증되었다. 생물학적으로 생성 된 AgNP는 둘 다 유의 한 세포 독성을 나타냈다 [ 62 , 243 ]. 이들 2 개의 AgNP 중에서, 진균 추출물 유래 AgNP는 B-AgNP보다 더 강한 효과를 가졌는데, 이는 AgNP의 합성에 사용되는 환원제의 유형 때문이다. 마찬가지로 AGNPS부터 유래 대장균 fergusoniMCF-7 세포에 대한 용량 의존적 세포 독성을 나타냈다 [ 62 ]. 식물 추출물-매개 된 AgNP의 합성은 인간 폐 세포와 같은 비암 세포보다 인간 폐 암종 세포 (A549)에서 더 현저한 독성 효과를 나타내었고, 이는 AgNP가 세포-특이 적 독성을 표적으로 할 수 있음을 나타내며, 이는 암세포 [ 63 ]. 표적 전달은 암 치료를위한 필수 과정입니다. 이 문제를 해결하기 위해 Locatelli et al. [ 244A는 알리 세르 티브 (Ali) 및 AgNP를 함유하는 중합체 성 나노 입자 (PNP)를 함유하는 다 기능성 나노 복합체를 개발했다. 클로로 톡신 (Ali @ PNPs-Cltx)과 접합 된 PNP는 비선형 용량-효과 관계를 보인 반면, Ag / Ali @ PNPs-Cltx의 독성은 안정적으로 유지되었습니다. 생물학적으로 합성 된 AgNP는 MCF10-A 정상 유방 세포주보다 더 높은 세포 내 활성에 의해 MCF7 및 T47D 암 세포에서 상당한 독성을 나타냈다 [ 245 ]. Banti와 Hadjikakou는은 (I) 화합물의 항 증식 및 항 종양 활성에 대한 자세한 설명을 설명했다 [ 246 ]. 암 세포의 세포 형태를 변화시킬 수있는 생물학적으로 합성 된 AgNPs ( 그림 7), 이는 아 t 토 시스의 초기 지표입니다. 세포 자멸은 투과광 현미경에 의해 세포의 구조적 변화에 의해 결정될 수있다.


그림 7
인간 난소 암 및 인간 유방암 세포에서 바실러스 종을 사용하여 생물학적으로 합성 된 AgNP의 항암 활성 .

5.7. AgNP의 진단, 바이오 센서 및 유전자 치료 응용
의료 기술의 발전이 증가하고 있습니다. 오늘날의 치료법을 개선하거나 대체하기 위해 나노 입자를 사용하는 데 많은 관심이있다. 나노 입자는 오늘날의 치료법보다 장점이 있는데, 특정 성질을 가지거나 특정한 방식으로 행동하도록 조작 될 수 있기 때문입니다. 나노 기술의 최근 발전은 새롭고 효과적인 의료 진단 및 치료의 개발에 나노 입자의 사용이다. 생체 내 세포 이미징에서 AgNP의 능력은 염증, 종양, 면역 반응 및 줄기 세포 요법의 효과를 연구하는데 매우 유용 할 수 있는데, 여기서 조영제는 나노 입자의 표면 변형 및 생체 접합을 통해 나노 입자에 접합되거나 캡슐화된다. 실버는 더 강하고 더 선명한 플라즈몬 공명으로 인해 이미징 시스템에서 중요한 역할을합니다. AgNP,247 , 248 ]. 나노 실버는 암의 진단 및 치료 및 약물 운반체로서 여러 응용 분야에서 집중적으로 사용되어왔다 [ 249 , 250 , 251 ]. 나노 실버는 차세대 능동 이식 형 의료 기기의 배터리 성능을 향상시키기 위해 배터리 셀 구성 요소에서 바나듐 산화물과 함께 사용되었습니다 [ 250 ]. 최근에, 은은 두경부 편평 상피 세포 암에서 혈청 p53의 임상 적 검출을위한은 기반 바이오 센서를 개발하는 데 사용되었습니다 [ 252 ]. 또한, 암세포의 위치에 대하여 탐색되었고, 광열 치료 [통해 표적 암세포를 선택적으로 빛을 흡수하고 파괴 할 수있다 (253)].

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6. AgNP의 항암 활성 메커니즘
은의 다음 흥미로운 측면은 암 세포에서 AgNP- 유도 된 아 pop 토 시스의 메커니즘을 찾는 것이다. 이와 관련하여, AshaRani et al. [ 254 ]는 정상 인간 폐 세포 IMR-90 및 인간 뇌암 세포 U251을 사용한 나노 입자-유도 효과의 세포 및 분자 메카니즘을 조사 하였다. 연구팀은 AgNP가 세포 표면 인자의 기능에 영향을 줄 수있는 표면에 세포질 단백질을 흡착 할 수 있으며 유전자 발현과 염증 유발 성 사이토 카인을 조절할 수 있음을 발견했다. Foldbjerg et al. [ 255]는 마이크로 어레이 분석을 사용하여 인간 폐 상피 세포주 A549의 노출시 세포 성 전 사체 분석의 흥미로운 측면을 다루었 다. 이 연구의 결과는 AgNP가 1000 개 이상의 유전자의 조절을 변경할 수 있음을 보여 주었다. 몇몇 유전자들 중에서, 메탈 로티 오네 인, 열 충격 단백질 및 히스톤 패밀리는 의미가 있었다 [ 255 ]. 최근에,자가 포식-유도 된 세포 사멸은 AgNP의 항암 활성에 대한 또 다른 확인 된 메커니즘이다. 나노 입자에 의해 유도 된자가 포식은 중요한 세포 분해 과정이며, 상승 된자가 포식은 세포 사멸을 촉진 할 수있다 [ 256 ]. 우리의 최근 발견은 AgNP가 인간 난소 암 세포에서자가 포식 소체의 축적을 통해자가 포식을 유도 할 수 있음을 보여준다 ( 그림 8). 따라서,자가 포식은 이중 기능을 가질 수있다; 낮은 수준에서는 세포 생존을 향상시킬 수 있으며 높은 수준에서는 세포 사멸을 일으킬 수 있습니다. 따라서,자가 포식 억제제 또는자가 포식 단백질 -5 (ATG5)-작은 간섭 RNA (siRNA)의 사용은 암세포에서 AgNP를 유도하는 세포 사멸을 강화시켰다.


그림 8
Bacillus 종을 사용하여 생물학적으로 합성 된 AgNP 는 인간 난소 암 세포에서 autophagolysosomes의 축적을 유도합니다.

Ag16s의 항 종양 활성은 워트 마닌을 이용한자가 포식의 억제에 의해 B16 마우스 흑색 종 세포에서 현저하게 향상되었다 [ 256 ]. AgNPs 독성의 가장 중요한 메커니즘 중 하나는 과도한 수준의 세포 내 이온 농도가 세포 산소 대사에 의해 생성되는 ROS의 생성을 증가 시킨다는 것입니다 [ 15 , 68 ]. 한편, 제어되지 ROS 생성은 심각한 세포 상해 [이어질 수 (15) 와 같은 DNA 손상과 관련 미토콘드리아 아폽토시스 세포 사멸 [로서, 1 , 257 , 258 , 259 ]. 최근에, De Matteis et al. [ 260]는 리소좀에서 엔도 사이토 시스 AgNP가 분해 되고, 세포질에서 Ag + 이온 의 방출이 세포 손상을 유도 한다고 제안했다 . Hatipoglu et al. [ 261 ]은 AgNPs의 세포 독성과 유전 독성이 AgNPs 준비에 대한 반응 시간에 달려 있음을 보여 주었다. 이 연구에서 도출 된 결론은 AgNP 종자가 주요 독성 원 이었다는 것을 시사합니다. Gurunathan et al. [ 1 ]은 p53, p-Erk1 / 2 및 caspase-3 신호의 활성화 및 Bcl-2의 하향 조절을 통한 인간 유방암 세포 MDA-MB-231에서 AgNP의 세포 독성을보고했다. 중요하게도, AgNP- 매개 아 pop 토 시스는 p53- 의존적 경로였다. 한편, Zuberek et al. [ 262]는 AgNP가 산화 스트레스를 유발했을뿐만 아니라 배지에서 포도당 이용에 의한 에너지 공급의 영향을 나타냈다는 것을 입증했다. 그들은 20 nm AgNP의 존재 하에서 높은 (25 mM) 또는 낮은 (5.5 mM) 포도당 함량을 갖는 2 개의 상이한 배지에서 HepG2 세포를 성장시킴으로써 증거를 보여 주었다. 이 분석에서는, 그들은 AGNPS는 H의 용량 의존적 유도 세대 관찰 2 O 2 . 이 연구는 더 낮은 수준의 포도당이 방어 기전을 담당한다고 제안합니다. 이들 모든 연구는 AgNP가 ROS 생성, 락 테이트 탈수소 효소의 누출 증가, 아 pop 토 시스 및자가 포식 유전자의 상향 조절, 소포체 스트레스, 미토콘드리아 기능 장애, 카스파 제의 활성화 및 DNA 손상을 비롯한 다양한 과정을 통해 세포 사멸을 유도 할 수 있음을 시사한다.

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7. AgNP를 이용한 암 치료를위한 치료 접근법
암에서 AgNP의 적용은 진단 및 치료 목적으로 나뉜다. 몇몇 실험실은 표적 전달을위한 나노 담체, 화학 요법 제, 및 방사선 및 광 역학 치료를위한 증강제로서 AgNP의 치료 적 사용의 향상을 다루었 다. 여기 우리 암 세포주 또는 동물 모델에서 AgNPs를 사용 하여 암에 대 한 가능한 치료 접근 방식을 요약. 예를 들어, Lim et al. [ 263]은 단층-금-코팅 된 자성 나노 입자를 함유하는 단일 플랫폼에서 다양한 나노 입자의 다중 성분으로 구성된 MRI 대비를 향상시키기 위해 플라즈몬 자성 나노 입자를 합성 하였다. 이들 코팅 된 물질은 808 nm에서 12.7 W / cm의 비교적 낮은 노출에서 근적외선 레이저의 3 분 이내에 SKBr3 세포의 매우 효율적인 사멸을 나타냈다. Huang 등은 광열 요법의 효율성을 다루기 위해. [ 264 ]는 우수한 고 열효율과 선택성을 나타내는 Au-Ag 나노로드의 높은 흡수 효율을 결합한 앱 타머 기반 나노 구조를 설계했다. AgNP와 리간드의 조합은 세포로의 독성 및 세포 흡수에 크게 영향을 미친다.

최근에, 광-기반 나노 의학은 몇 가지 접근법 중 암 치료에 매우 중요하다 [ 265 ]. Khlebtsov et al. [ 266 ]은 HeLa 자궁 경부암 세포에서 세포 사멸을 유의하게 유도하는 다기능 NP를 개발했다. 왕 등. [ 267 ] 우수한 수용체-매개 세포 흡수를 나타내는 평균 크기 23 ± 2 nm의 엽산 (FA)-코팅 된 AgNP; 이 화합물 (FA-AgNPs)과 함께, 그들은 화학 결합 약물 독소루비신 (DOX)을 정전 기적 결합에 의해 접합시켰다. DOX가 효율적으로 방출되었고, 8 시간 후에 세포 사멸이 관찰되었다. 그들은 AgNP가 암 치료를 위해 원하는 약물을위한 나노 담체로 사용될 수 있다고 결론 지었다. 림프종 세포에서 세포 내 흡수 및 세포 독성을 증가시키기 위해, Fang et al. [ 268]는 NP-Im / DOX, NP-Ag / DOX 및 NP-Dm / DOX (Nanoparticles (NP), 구 아니 디늄 그룹 (Ag), 이미 다졸 그룹 (Im) 및 a)와 같은 자체 조립 된 폴리머 독소루비신 접합체를 설계했습니다. 나노 캐리어의 효율적인 전달을 위해 평균 80 nm의 3 개의 상이한 양이온 성 측쇄를 사용하는 3 차 아민 기 (Dm), 독소루비신 (Dox)). Locatelli et al. [ 269 ]는 친 유성 AgNP가 클로로 톡신을 함유 한 PEG 기반 고분자 나노 입자에 포획되는 간단한 방법을 사용하여 나노 담체를 개발했다. 이 나노 담체를 사용한 흥미로운 측면은 향상된 세포 흡수 및 세포 독성 효과를 나타냈다.

최근에, 광물질 치료 접근법을 이용한 암의 진단, 치료 및 예방을 위해 나노 물질이 사용되어왔다 [ 270 ]. 나노 구조는 낮은 조사 력 밀도에서 비암 세포보다 암 세포를 더 잘 파괴 할 수있다 [ 271 ]. 이러한 맥락에서, Wu et al. [ 271 ] 민감성 및 특이 적 검출 앱 타머 기반 Ag-Au 쉘 코어 나노 구조-광열 치료법을 개발하여 나노 구조가 높은 친화도 및 특이성으로 세포를 표적화 할 수 있었다. 단일 용량의 이온화 방사선과 조합 된 AgNP의 종양 내 투여는 C6 신경 교종-보유 래트에서 치료 효율을 향상시켰다 [ 272]. 탄소 코어 복합체를 갖는은 나노 쉘로 구성된 나노 입자는 광선 요법 및 방사선 요법의 존재 하에서 세포에 유의하게 세포 독성을 나타냈다 [ 273 ]. AgNPs- 키토산-파라-아미노 티오 페놀 (pATP)-엽산의 조합은 NIH : OVCAR-3 인간 난소 암 세포주에서 유의미한 안정성 및 표적화 된 흡수를 나타냈다. 이 복합물로 표적화 된 암 세포 치료를 통해 효과적인 치료 접근이 이루어졌다 [ 274 ]. 최근에 Mukherjee et al. [ 275 ]는 암 치료제로서 AgNP를 사용했다; 그들은 Olax scandens 에서 AgNPs 를 준비했습니다잎 추출물 및 A549, B16 및 MCF7을 비롯한 다양한 유형의 암 세포에 대한 항암 활성을 나타내는 AgNP를 제조 하였다. 또한, 이들은 AgNP로부터의 밝은 적색 형광 신호를 관찰하였으며, 이는 암 세포로의 국소 약물 전달을 위해 이용 될 수있다. 문헌을 고려하면, AgNP는 약물 전달 장치로서 사용될뿐만 아니라 약물 로서도 기능한다; 그러므로 이들은 치료제로 사용된다 [ 276 ]. AgNP는 잘 알려진 항균제이며, 항암제의 종양 살상 효과도 향상시킨다 [ 276 ]. 화학 요법 제와 나노 입자의 조합은 암의 박멸을위한 효과적인 접근법으로, 세포 독성 효과를 줄이고 효능을 높이기 위해 더 적은 양의 약물을 사용하고있다 [ 277]. 예를 들어, Platinol (시스플라틴)과 Navelbine (비노 렐빈)의 조합은 비소 세포 폐암에서 더 나은 효율을 보여주었습니다 [ 278 ]. 리포좀 NP에서 CPX-351과 시타 라빈 및 다우 노루 비신의 조합은 급성 골수성 백혈병의 치료에서 더 우수한 효능을 나타냈다 [ 279 ]. 마찬가지로, 티파 안구 스티 폴리아 식물 추출물 로부터 유래 된 AgNP와 살 리노 마이신 (Sal)의 조합은 인간 난소 암 세포에서 상승적인 세포 독성 효과를 나타냈다 ( 도 9 ).


그림 9
Salinimycin (Sal), AgNP 및 Sal plus AgNP로 처리 한 후 인간 난소 암 세포주 A2780의 형태 학적 변화. A2780 세포를 Sal (3μM), AgNP (3μg / mL), 및 Sal + AgNPs (3μM + 3μg / mL)로 24 시간 동안 처리하고, 역 현미경 (200 × ). Sal과 AgNP의 조합은 중대한 형태 학적 변화를 유도했다.

전체적으로, 공개 된 문헌은 AgNP가 다양한 메카니즘 접근법을 통해 암 세포의 성장을 억제하는데 적합한 유망한 제제임을 시사한다. 가상 메커니즘이 그림 10에 나와 있습니다.


그림 10
암 세포주에서 AgNP- 유도 된 세포 독성의 메커니즘. 소포체 스트레스 (ER), 젖산 탈수소 효소 (LDH), 반응성 산소 종 (ROS).

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8. AgNP를 이용한 암 치료의 과제
나노 의학은 금속 나노 입자를 사용하여 암과 싸우기위한 빠르게 발전하고 유망한 전략 중 하나입니다. 화학 요법 및 방사선 요법과 같은 암에 대한 현재의 치료는 예상치 못한 약물 관련 부작용, 종양 표적 부위에서 낮은 약물 농도의 특이성 부족 및 화학 저항성의 발달로 인해 한계가있다 [ 280 , 281 ]. 나노 입자-매개 요법은 암 요법에서 가장 적합하고 대안적인 대안 적 치료 전략이다. 나노 입자 (NP)는 치료제를 나노 입자로 캡슐화함으로써 특정 질병 세포 또는 종양 조직의 수동적 또는 능동적 표적화를 통해 표적화하는 능력을 가지며, 약물 전달 시스템으로서 사용되어왔다 [ 282]. 많은 나노 입자-매개 전략이 개발되었지만, 종양 및 이의 기질의 이질성은 나노 기술 학자 및 임상의가 특정 암 세포를 정확하게 표적화하기 위해 특정 제형을 생각해내는 데있어 중요한 도전이다. 단일 플랫폼 기반 전략에서 새로운 나노 입자를 사용하는 것이 더 높은 특이성, 독성 감소, 생체 적합성, 안전성, 더 나은 효능을 달성하고 종래의 화학 요법의 한계를 극복하기 위해서는 암 치료의 또 다른 과제이다. 그러나, 암 치료를 위해 나노 입자를 사용하는 것의 도전과 한계를 해결할 필요가있다; 여기에는 생리적 장벽, 제한된 운반 능력, 향상된 투과성 및 머무름 효과 (EPR), 나노 입자의 가변성 및 규제 및 제조 문제가 포함됩니다 [ 282 ].

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9. 결론 및 향후 전망
이 검토 포괄적 인 항 암 활동 및 그 메커니즘 및 AgNPs를 사용 하여 암에 대 한 치료 접근에 중점을 둔 실버 나노 입자의 합성, 특성 및 바이오 응용 프로그램을 다루고 있습니다. 최근 학술 및 산업 연구에서 화학 요법 및 방사선 요법의 부작용으로 인해 AgNP를 차세대 항암 치료제로 사용할 가능성을 모색했습니다. 임상 연구에서 AgNP가 중요한 역할을하지만, 원료의 출처, 생산 방법, 안정성, 생체 분포, 제어 방출, 축적, 세포 특이 적 표적화 및 최종적으로 독성 문제를 포함하여 몇 가지 요소를 고려해야합니다. 인류. 항 혈관 형성 분자로서 AgNP의 개발은 암 치료 및 다른 혈관 신생 관련 질환에 대한 가장 흥미로운 접근법 중 하나이다; 그것은 나쁜 전달과 약물 내성 문제를 극복 할 수 있습니다. 또한 죽상 동맥 경화증, 류마티스 관절염, 당뇨병 성 망막 병증, 건선, 자궁 내막증 및 지방과 같은 다른 혈관 신생 질환에 대한 새로운 길을 제공 할 수 있습니다.

또한 암 진단 및 치료를위한 AgNP의 잠재적 사용은 막대합니다. 이 문제를 해결하기 위해 다양한 양식이 개발되었습니다. 다양한 방법이 이용 가능하지만, 항암 활성 / 종양 감소에 대한 항균제 또는 다중 치료제에 대한 AgNP 및 항생제의 상승 효과는 여전히 모호하다. 따라서, 단일 시점에서 2 개의 상이한 세포 독성 제의 상승 효과를 설명하기 위해 더 많은 연구가 필요하다. 이러한 종류의 연구는 두 가지 다른 작용제 또는 여러 작용제의 상승 효과에 대한 이해, 메커니즘 및 효율성을 제공 할 수 있습니다. 따라서 다양한 유형의 암 치료에 시너지 효과가있는 여러 구성 요소가 포함 된 새로운 시스템을 개발하는 데 도움이 될 것입니다. AgNP는 치료 목적에 중점을 두었지만 동물 모델에서 메커니즘을 확인하고 AgNP의 생체 적합성 대 독성에 대한 포괄적 인 그림을 얻기위한 추가 연구는 불가피하다. 마지막으로, 우리가이 모든 연구에서 성공한다면, 그것은 나노 과학 및 나노 기술 커뮤니티의 연구자들이 AgNP를 함유 한보다 안전하고, 생체 적합하며, 효율적인 암 또는 항 혈관 형성 제를 개발하는 데 도움이 될 것입니다. 결국, 인간에서 AgNP의 사용의 생물학적 안전성을 보장하기 위해, AgNP의 생체 적합성 및 세포 및 조직과의 상호 작용을 다루는 연구는 불가피하다. 마지막으로, 가장 큰 관심사는 나노 기술 기반 치료법 개발이 가용 기술보다 우수해야하며 기존 치료 기술의 한계를 극복해야한다는 것입니다. 마지막으로 안전하고 신뢰할 수있는

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감사의 말
이 논문은 건국 대학교의 KU- 연구 교수 프로그램에 의해 뒷받침되었다. 이 연구는 또한 중국 후베이 성 교육부 (D20151701)의 과학 기술 연구 프로그램에 의해 지원됩니다. 우리는이 리뷰의 저자이지만, 나노 입자 연구 분야, 특히은 나노 입자 연구에 기여한 많은 사람들 없이는 그것을 완성 할 수 없었을 것입니다. 우리는이 검토를 가능하게 한 모든 연구자들에게 감사의 마음을 전합니다. 우리는은 나노 입자의 합성, 특성, 생의학 응용 및 치료 적 접근 분야에 기여한 모든 연구자들에게 감사의 말씀을 전합니다. 우리는 허용되는 한 많은 참고 문헌을 인용했습니다. 참고 문헌의 제한으로 인해 인용하지 않은 출판물의 저자에게 사과드립니다. 우리는 AgNP의 여러 측면에서 작업했지만 우연히 간과 한 다른 저자들에게 사과합니다.

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저자 기고
Sangiliyandi Gurunathan은이 아이디어를 생각해 내고 원고 작성에 참여했습니다. Xi-Feng Zhang은 모든 문헌 조사를 수행했습니다. Wei shen과 Zhi-Guo Liu는 문학의 해석을 분석했습니다. 모든 저자는 최종 원고를 읽고 승인했습니다.

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이해의 상충
저자는 이해 상충을 선언하지 않습니다.

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