Лиозоль на основе нано- и микрочастиц для токсикологических испытаний


 


Владельцы патента RU 2473897:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к лиозолю для токсикологических испытаний. Заявленный лиозоль содержит 0,5-1 мас.% нано- и микрочастиц металлов и/или оксидов металлов, 0,6-0,9 мас.% хлористого натрия, 4,0-4,5 моногидрата глюкозы и дистиллированную воду. Заявленное изобретение обеспечивает агрегативно-устойчивые лиозоли для исследования порошковых материалов путем определения их токсикологических свойств в условиях in vivo. 1 табл., 1 пр.

 

Изобретение относится к области токсикологии, экологии, биотехнологии и контроля производственной безопасности и может быть использовано при проведении токсикологических испытаний нано- и микропорошков металлов и/или оксидов металлов в условиях in vivo.

Известен состав лиозоля для токсикологических исследований, содержащий морскую соль, нанопорошок оксида цинка (nZnO) с размером частиц ~26 нм или промышленный порошок оксида цинка (ZnO) с размером частиц ~216 нм [S.W.Y.Wong et al. Toxicities of nano zinc oxide to five marine organisms // Anal Bioanal Chem (2010) 396:609-618]. Способ приготовления лиозоля заключается в непрерывном перемешивании водного раствора морской соли и порошков оксида цинка с помощью магнитной мешалки (200 об./мин) при комнатной температуре (25±2°C) в течение 3 дней с получением дисперсий со средним размером дисперсной фазы ~2 мкм. Приготовленный лиозоль используется для изучения токсичных свойств порошков оксида цинка по отношению к морским диатомным водорослям [S.W.Y.Wong et al. Toxicities of nano zinc oxide to five marine organisms // Anal Bioanal Chem (2010) 396:609-618].

Основным недостатком состава является создание агрегативно-неустойчивого лиозоля с непостоянным размером агломератов для nZnO ~2,6 мкм и для ZnO ~1,7 мкм. Кроме того, недостатком является длительная пробоподготовка порошковых нано- и микрочастиц для исследования путем перемешивания на магнитной мешалке, а также необходимость исследования лиозоля сразу после пробоподготовки.

Известен состав лиозоля для токсикологических исследований, содержащий раствор тетрагидрофурана и диоксида титана (TiO2), и состав лиозоля, содержащий раствор тетрагидрофурана и порошок фуллерена (C60) для токсикологических исследований на беспозвоночных водных организмах [A.Baun et al. Ecotoxicity of engineered nanoparticles to aquatic invertebrates: a brief review and recommendations for future toxicity testing / Ecotoxicology (2008) 17:387-395]. Приготовление суспензии из раствора тетрагидрофурана и диоксида титана (TiO2, размером наночастиц 10-20 нм) и суспензии из раствора тетрагидрофурана и порошка фуллерена (C60, размер частиц ~1 нм) осуществляется при воздействии ультразвука в течение 48 часов. Размер агломератов в приготовленных лиозолях составляет для TiO2 ~100 нм, для C60 ~2 нм.

Основным недостатком состава является применение раствора тетрагидрофурана, в присутствии которого усиливаются токсичные свойства образцов, а также применение длительной пробоподготовки с применением ультразвука.

Известен состав лиозоля для токсикологических исследований на эмбрионах Danio rerio, содержащий нанопорошок оксида цинка, дистиллированную воду с содержанием солей: NaCl, KCl, CaCl2, MgSO4 и растворимый кислород, выбранный нами за прототип [W.Bai et al. Toxicity of zinc oxide nanoparticles to zebrafish embryo: a physicochemical study oftoxicity mechanism / Journal Nanopart Res (2010) 12:1645-1654]. Лиозоль для токсикологических исследований готовили из нанопорошков оксида цинка (ZnO) с размером частиц 30 нм и нетоксичного физиологического раствора с помощью диспергирования ультразвуком (50 Вт, 40 кГц) в течение 30 мин. Физиологический раствор готовили на основе дистиллированной воды с содержанием солей: NaCl - 1,25 мас.%, KCl - 0,02 мас.%, CaCl2 - 0,03 мас.%, MgSO4 - 0,03 мас.% и растворимого кислорода >0,063 мас.%.

Недостатком данного состава является приготовление седиментационно неустойчивого лиозоля с размерами агломератов порошка в диапазоне 0,5-1,0 мкм и более.

Основной технической задачей предложенного изобретения является возможность создания агрегативно-устойчивого лиозоля, содержащего нано- и микрочастицы металлов и/или оксидов металлов в физиологическом растворе, использующихся для исследования порошковых материалов путем определения их токсических свойств в условиях in vivo.

Основная техническая задача достигается тем, что лиозоль содержит дистиллированную воду, натрий хлористый и нано- и микрочастицы металлов и/или оксидов металлов и он дополнительно содержит глюкозу (C6H12O6) моногидрат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нано- и микрочастицы металлов и/или оксидов металлов 0,5-1

Физиологический раствор:

Натрий хлористый 0,6-0,9
Глюкоза (C6H12O6), моногидрат 4,0-4,5
Дистиллированная вода Остальное

Предлагаемый лиозоль на основе нано- или микрочастиц и физиологического раствора позволяет сохранить химическую стабильность и дисперсность нано- или микрочастиц металлов и/или оксидов металлов в лиозоле, не требуя добавления химических растворителей, стабилизаторов, дополнительного диспергирования с помощью ультразвука, магнитного перемешивания и т.д. Более того, раствор глюкозы является источником легкоусвояемого организмом ценного питательного материала, а также одним из компонентов крови и межклеточных жидкостей. Выбранная среда не только не является токсичной для живых организмов, но и используется для терапевтического лечения. После поступления в организм глюкоза участвует в аэробном распаде и полностью утилизируется организмом. Преимуществами предлагаемого состава являются сокращение времени пробоподготовки для исследования нано- и микрочастиц металлов и/или оксидов металлов путем определения их токсических свойств в условиях in vivo и возможность приготовления стабильных в течение 60-70 часов дисперсий нано- и микрочастиц металлов и/или оксидов металлов.

Пример конкретного выполнения. Лиозоль, содержащий наночастицы цинка, приготавливают путем смешивания нанопорошка цинка с физиологическим раствором. 100 г физиологического раствора готовят путем растворения 0,7 г натрия хлористого и 4,3 г глюкозы моногидрат в дистиллированной воде со значением pH 6,2-7,4. Физиологический раствор используют для приготовления суспензии с концентрацией твердой фазы 1 мас.% путем добавления нанопорошка цинка со среднеповерхностным размером частиц R=62,1 нм (таблица 1). Приготовленную суспензию перемешивают в течение 5 минут с помощью лопастной мешалки, после чего суспензию разделяют на две фазы с помощью декантации в течение 60-90 мин. После осаждения и декантации твердой фазы раствор представляет собой агрегативно-устойчивый лиозоль, в котором распределены нано- и микрочастицы цинка с концентрацией твердой фазы 0,5 мас.%.

Аналогично описанному примеру готовят лиозоль, в котором распределены нано- и микрочастицы металлов и/или оксидов металлов согласно таблице 1.

Таким образом, предлагаемый состав позволяет готовить содержащие нано- или микрочастицы агрегативно-устойчивые лиозоли для исследования порошковых материалов металлов и/или оксидов металлов путем определения их токсических свойств в условиях in vivo.

Лиозоль на основе нано- и микрочастиц для токсикологических испытаний, содержащий дистиллированную воду, натрий хлористый и нано- и микрочастицы металлов и/или оксидов металлов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит глюкозу C6H12O6 моногидрат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нано- и микрочастицы металлов и/или оксидов металлов 0,5-1
Физиологический раствор:
Натрий хлористый 0,6-0,9
Глюкоза (C6H12O6), моногидрат 4,0-4,5
Дистиллированная вода Остальное


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области экспериментальной физики и может быть использовано при исследованиях ферромагнетиков, подверженных действию сверхсильных магнитных полей.

Изобретение относится к области магнетизма ферромагнетиков и может быть использовано для регистрации структурного изменения ферроматериала в сверхсильном магнитном поле.

Изобретение относится к аналитической химии и может быть использовано для определения благородных металлов в природных и промышленных объектах. .

Изобретение относится к исследованию структуры высокопрочных сталей. .

Изобретение относится к области химии и анализа почв, исключая почвы, сформированные на рудных месторождениях. .
Изобретение относится к области аналитической химии благородных металлов, в частности к пробирному анализу, и может быть использовано для определения содержания золота и металлов платиновой группы в рудах и продуктах их переработки.

Изобретение относится к металлургии, в частности к пробирному определению золота в рудах и концентратах. .

Изобретение относится к области машиностроения применительно к назначению режимов обработки металла. .

Изобретение относится к области аналитической химии и может быть использовано при анализе горных пород, руд, продуктов их переработки, почв, донных осадков в геологии, геохимии, экологии.

Изобретение относится к диагностике ресурса работоспособности труб магистральных трубопроводов. .

Изобретение относится к анализу оптических характеристик наноразмерных пленок, образующихся при конденсации продуктов газовыделения нагретых неметаллических материалов в вакууме.
Изобретение относится к области материаловедения и может быть использовано при получении устойчивых суспензий и покрытий на подложках. .

Изобретение относится к области технологии получения высокотвердых наноструктурированных материалов, в частности наночастиц октакарбона С8, и может быть использовано в микропроцессорной технике, инструментальной, химической промышленностях для изготовления абразивов, полирующих составов, алмазоподобных пленок и покрытий.
Изобретение относится к способу получения биосовместимого наноструктурированного композиционного электропроводящего материала. .
Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслям промышленности и может быть использовано для увеличения глубины переработки углеводородсодержащего сырья.
Изобретение относится к технологии получения диоксида титана, в частности нанодисперсного порошка ТO2, и может быть использовано при получении катализаторов на основе диоксида титана для фотокаталитической очистки воды и воздуха от органических соединений, в качестве адсорбентов, в качестве наполнителей в лакокрасочной промышленности, для производства многих видов композиционных керамических материалов, а также в качестве сырья для получения титана и титанатов металлов.

Изобретение относится к наночастицам для доставки лекарственного вещества, причем наночастицы состоят из хелатирующего металл полимера, и активного агента, представляющего собой родственный TNF лиганд, индуцирующий апоптоз (TRAIL), где активный агент ковалентно связан с полимером.

Изобретение относится к нанотехнологиям в области химии. .
Изобретение относится к твердосмазочным антифрикционным покрытиям на основе неорганического связующего, которое может быть использовано в машиностроении для нанесения на детали узлов трения, работающих в воздушной среде, в условиях высоких нагрузок и температур.
Наверх