Способ выращивания растений с использованием наночастиц металлов и питательная среда для его осуществления



Способ выращивания растений с использованием наночастиц металлов и питательная среда для его осуществления
Способ выращивания растений с использованием наночастиц металлов и питательная среда для его осуществления
Способ выращивания растений с использованием наночастиц металлов и питательная среда для его осуществления
Способ выращивания растений с использованием наночастиц металлов и питательная среда для его осуществления
Способ выращивания растений с использованием наночастиц металлов и питательная среда для его осуществления
Способ выращивания растений с использованием наночастиц металлов и питательная среда для его осуществления
Способ выращивания растений с использованием наночастиц металлов и питательная среда для его осуществления
Способ выращивания растений с использованием наночастиц металлов и питательная среда для его осуществления
Способ выращивания растений с использованием наночастиц металлов и питательная среда для его осуществления
Способ выращивания растений с использованием наночастиц металлов и питательная среда для его осуществления
Способ выращивания растений с использованием наночастиц металлов и питательная среда для его осуществления
Способ выращивания растений с использованием наночастиц металлов и питательная среда для его осуществления
Способ выращивания растений с использованием наночастиц металлов и питательная среда для его осуществления

 


Владельцы патента RU 2612319:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт энергетических проблем химической физики им. В.Л. Тальрозе Российской академии наук (ИНЭП РАН) (RU)
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук (ИБХФ РАН) (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "ШеньжоуСпейсБайтекнолоджиГруп" (CN)

Группа изобретений относится к области био- и нанотехнологий в растениеводстве, используется в аэропонных и гидропонных технологиях. В способе выращивают растения с использованием наночастиц путем проращивания семян и последующего выращивания растений в асептических условиях на агаризованной питательной среде, содержащей наночастицы. Используют агаризованную питательную среду, которая в качестве наночастиц содержит наночастицы железа, или наночастицы цинка, или наночастицы меди, или комбинацию наночастиц железа, цинка и меди. Агаризованная питательная среда содержит необходимые для развития растений компоненты, входящие в состав питательной среды Мурасиге-Скуга, а именно органические вещества, включая витамины, углеводы и аминокислоты и/или белковые гидролизаты, а также хелатирующий агент, неорганические соли, содержащие азот, фосфор, натрий, калий, кальций, магний, серу, хлор, йод, бор, марганец, молибден и кобальт, а также железо, цинк и медь. При этом железо или цинк, или медь, или железо, цинк и медь в комбинации входят в состав питательной среды в форме наночастиц этих металлов. Изобретения позволяют улучшить прорастание семян, морфометрические и физиологические показатели растений. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 21 ил., 1 табл., 3 пр.

 

Предлагаемая группа изобретений относится к области био- и нанотехнологий в растениеводстве и может быть использована для получения высококачественного посадочного материала сельскохозяйственных растений, для проведения биотехнологических исследований, для повышения качества продукции, для использования в аэропонных и гидропонных технологиях, а также для создания систем жизнеобеспечения космонавтов в условиях длительных космических полетов.

Применение наноматериалов в качестве средств защиты растений и микроудобрений способствует повышению устойчивости растений к неблагоприятным погодным условиям, снижению заболеваемости, повышению урожайности и качества сельскохозяйственной продукции. Известны такие нанотехнологические препараты, как NanoGro, GreenLift, AgБион и др., однако, продолжаются исследования в области разработки новых препаратов и способов использования нанотехнологий для повышения эффективности сельскохозяйственного производства. Последние достижения в этой области обобщены в, частности, в обзорах [Azamal, Husen Khwaja Salahuddin Siddiqi. "Phytosynthesis of nanoparticles: concept, controversy and application" // Nanoscale Res. Lett., 2014, V. 9, №1, p. 229; L.R. Khot et al. "Applications of nanomaterials in agricultural production and crop protection: A review" // Crop Protection, V. 35, May 2012, p. 64].

В заявке [WO 2013121244 A1, опубл. 22.08.2013] описаны наноудобрения в форме наночастиц (НЧ) металлов, покрытых веществами, представляющими собой питательные микродобавки или их предшественники. Согласно изобретению, в качестве питательной микродобавки, служащей покрытием для наночастиц, может быть использован, по крайней мере, один компонент из широкого круга веществ, включающего соединения углерода, фосфора, азота, бора и других элементов, необходимых для питания и развития растений, а также соли, хелаты и оксиды металлов, и другие соединения. В данном техническом решении наночастицы металлов, таких, как благородные металлы, железо, медь и др., использованы в качестве «средства доставки» микроудобрения в ткани и клетки растений, их самостоятельную роль в качестве питательного компонента оценить невозможно.

Описан способ предпосевной обработки семян [UA 33863, опубл. 10.07.2008] и способы выращивания зерновых и овощных культур [UA 92875, опубл. 10.12.2010 и UA 92876, опубл. 10.12.2010], включающие использование коллоидных растворов смесей наночастиц биогенных микроэлементов - цинка, марганца, железа, меди, молибдена, кобальта, в комбинации с химическими препаратами, известными своей биологической активностью. Так же, как и в предыдущем аналоге, в данных технических решениях самостоятельную роль наночастиц в качестве питательных компонентов оценить невозможно, а введение в состав композиций органических препаратов создает дополнительную экологическую нагрузку и может отрицательно влиять на качество продукции.

Известные нанопрепараты, как правило, предназначены для стимулирования роста растений при выращивании в условиях открытого или защищенного грунта. В то же время современное развитие биотехнологий неразрывно связано с выращиванием растений и культур тканей на искусственных питательных средах, имеющих сбалансированный состав питательных компонентов, необходимых для полноценного роста и развития растений. Широкое использование биотехнологий связано с созданием и поддержанием коллекций ценных форм, с необходимостью быстрого размножения клона растения и получения в большом количестве вегетативного потомства трудно размножаемых в обычных условиях форм растений, а также с современными требованиями к качеству посадочного материала, с необходимостью его оздоровления и тестирования. Большое значение имеет применение искусственных питательных сред при разработке автономных систем жизнеобеспечения, например, в условиях длительных космических полетов. Все это предполагает использование высокотехнологичных приемов, совершенствование техники культивирования растений с целью получения посадочного материала, свободного от вирусных, грибковых и бактериальных болезней, клещей и нематод. В этом отношении использование наноструктур в различных приемах оздоровления и культивирования посадочного материала, а возможно, и клонального размножения растений, является перспективным направлением. Это тем более существенно, что одним из факторов культивирования растений являются условия их выращивания. Помимо температуры и освещенности, большое значение имеет состав питательных сред, изменение которых за счет введения наноструктурных форм должно отразиться на показателях качества растений.

Известно применение наночастиц диоксида титана для повышения всхожести семян и улучшения качества всходов петрушки на искусственной питательной среде [Dehkourdi Е Н. Mosavi М. Biol Trace Elem Res. 2013, Nov., 155(2), p. 283]. Наночастицы диоксида титана (наноанатаза) добавляют в среду Мурасиге-Скуга (далее по тексту «среда МС») в концентрациях 10-40 мг/л, при этом наибольший эффект - увеличение процента всхожести и индекса прорастания семян, увеличение длины корня и ростка, прирост количества зеленой массы и других показателей, получен при использовании концентрации 30 мг/мл наночастиц TiO2. Однако рассматривать наночастицы диоксида титана в качестве стимулятора роста растений в растениеводстве пока не представляется возможным, поскольку до сих пор имеются сомнения в их безопасности для живых организмов. Так, например, исследования на крысах показали, что вдыхание порошка диоксида титана повышает вероятность возникновения раковых заболеваний, являясь канцерогенным фактором и для человека [http://www.neboleem.net/dioksid-titana.php].

По совокупности признаков в качестве прототипа заявляемого способа выращивания растений с использованием наночастиц принято изобретение, описанное в [ЕР 2499107 А1, опубл. 19.09.2012], сущность которого состоит в применении мультислойных углеродных нанотрубок в эффективной концентрации 10-200 пг/мл для увеличения всхожести семян томата и увеличения зеленой массы растений. Показано, что введение углеродных нанотрубок в заявленном интервале концентраций в среду МС ускоряет прорастание семян томата и увеличивает процент всхожести. Растения томата, выращенные на питательной среде в присутствии углеродных нанотрубок, имеют больший объем биомассы, чем в контроле, при этом не отличаются от контроля по длине корня. Улучшение показателей авторы связывают с увеличением интенсивности процессов водопоглощения семян в присутствии углеродных нанотрубок. Однако известно, что углеродные нанотрубки, проникая в организм человека через кожу, нос и рот, могут разрушать клетки так же, как это делает асбест. Причем способность нанотрубок глубоко проникать в ткани, не давая возможности иммунной системе уничтожить их, оказывает канцерогенное действие [A.A. Shvedova, E.R Kisin, N. Yanamala, А.V. Tkach et all. "MDSC and TGFβ are required for facilitation of tumor growth in the lungs of mice exposed to carbon nanotubes" // Cancer Research, 2015, V. 75 (8), pp. 1-9]. Поэтому для внедрения углеродных трубок в практику растениеводства нужны специальные исследования по их распределению, накоплению, выведению из растений, что делает маловероятным их применение в сельском хозяйстве в ближайшем будущем.

Известно несколько питательных сред, таких, как среды Мурасиге-Скуга, Гамборга, Хеллера и др., которые содержат сбалансированный комплекс необходимых для развития растений обязательных компонентов, включающий органические вещества - витамины, углеводы, аминокислоты и/или белковые гидролизаты, хелатирующие агенты, а также неорганические соли, содержащие макроэлементы - азот, фосфор, калий, кальций, магний, серу, железо, и микроэлементы, такие, как бор, марганец, цинк, медь, молибден и др. В качестве прототипа питательной среды для осуществления заявляемого способа взята широко применяемая питательная среда Мурасиге-Скуга [Murashing Т., Skoog F. "А received medium for rapid growth and bio-assays with tobacco tissue culture". Physiol. Plant. 1962. V. 15, pp. 473-497]. В Таблице 1 показан состав агаризованной питательной среды по прототипу.

Такие металлы, как железо, медь и цинк относятся к жизненно-необходимым (эссенциальным) элементам, т.к. они участвуют в регуляторных и окислительно-восстановительных процессах в растениях, входят в состав коферментов. В составе питательной среды МС они присутствуют в ионной форме в виде растворов солей.

Задачей изобретения является разработка способа выращивания растений на питательной среде, включающей наночастицы жизненно необходимых элементов, и обеспечивающего улучшение прорастания семян, а также улучшение морфометрических и/или физиологических показателей растений с целью получения оздоровленного высококачественного посадочного материала.

Поставленная задача решается предлагаемым способом выращивания растений с использованием наночастиц, включающим проращивание семян и последующее выращивание растений в асептических условиях на агаризованной питательной среде, содержащей наночастицы, отличающимся тем, что используют агаризованную питательную среду, которая в качестве наночастиц содержит наночастицы железа, или наночастицы цинка, или наночастицы меди, или комбинацию наночастиц железа, цинка и меди.

Также задачей изобретения является разработка питательной среды для осуществления предлагаемого способа.

Поставленная задача решается предлагаемой агаризованной питательной средой для осуществления заявляемого способа, которая содержит необходимые для развития растений компоненты, входящие, в частности, в состав питательной среды Мурасиге-Скуга, а именно: органические вещества, включая витамины, углеводы и аминокислоты и/или белковые гидролизаты, хелатирующий агент - этилендиаминтетрауксусную кислоту или ее натриевую соль, неорганические соли, содержащие азот, фосфор, натрий, калий, кальций, магний, серу, хлор, йод, бор, марганец, молибден и кобальт, а также железо, цинк и медь, и отличается тем, что железо или цинк, или медь, или железо, цинк и медь в комбинации входят в состав питательной среды в форме наночастиц этих металлов.

При этом питательная среда может дополнительно содержать хитозан.

Технический результат заявляемой группы изобретений состоит в улучшении прорастания семян, а также в улучшении морфометрических и/или физиологических показателей выращенных из них растений.

Сущность изобретения состоит в том, что выращивание растений на известных питательных средах, модифицированных таким образом, что соли жизненно-необходимых металлов, в частности, железа сульфат, или цинка сульфат, или меди сульфат, или одновременно соли железа, цинка, меди заменены на наночастицы этих металлов в электронейтральном состоянии с сохранением всех остальных компонентов питательной среды, приводит к улучшению прорастания семян и к улучшению морфометрических и/или физиологических показателей выращенных из них растений по сравнению с растениями, выращенными на питательных средах, не содержащих наночастиц указанных металлов.

Изобретение основано на результатах проведенных авторами исследований по влиянию наночастиц металлов на структурно-функциональное состояние различных биосистем. [Глущенко Н.Н., Богословская О.А., Ольховская И.П. «Физико-химические закономерности биологического действия высокодисперсных порошков металлов» // Химическая физика. 2002, Т. 21, №4, С. 79-85; Публикации на интернет-сайте: http://nanobiology.narod.ru]. Было показано, что наночастицы металлов в электронейтральном состоянии характеризуются пролонгированным и полифункциональным действием, низкой токсичностью, которая в 7-50 раз ниже токсичности соответствующих металлов в ионной форме, способностью в биотических дозах, т.е. в дозах в 10-50 раз меньших максимально переносимых доз, активно распределяться по органам и тканям растений и стимулировать протекание жизненно важных процессов.

В качестве абсорбента продуктов жизнедеятельности растущих растений и микрофлоры, а также в качестве стимулирующего фактора роста растений в заявляемую питательную среду дополнительно может быть введен хитозан. Известно, что хитозан обладает высокой сорбционной активностью по отношению к микробным клеткам, проявляет ростостимулирующее действие, повышает адаптативные свойства растений, защищает растения от развития болезней, способствует повышению урожайности [Няникова Г.Г., Маметнабиев Т.Э., Калинкин И.П., Гепецкая М.В., Комиссарчик С.М., Елдинова Е.Ю. «Области применения хитозана» http://science.spb.ru/]. Нами использован хитозан марки «Тяньши» (Китай), широко применяемый в китайской медицине в качестве детоксикатора. При введении хитозана не наблюдается контаминации среды бактериальной флорой, плесенью или грибками. В отдельных случаях, как будет показано ниже, имеет место синергизм сочетанного действия хитозана и наночастиц металлов в составе питательной среды, приводящий к дополнительному улучшению прорастания семян и улучшению морфометрических и физиологических показателей культивированных в этих условиях растений.

Ниже приведен перечень фигур чертежей, поясняющих сущность изобретения, и их краткое описание.

На Фиг. 1А - 1В показаны изображения наночастиц железа, цинка и меди, полученные методами электронной микроскопии, и гистограммы распределения частиц металлов по размеру: 1А - наночастицы железа; 1Б - наночастицы меди; 1В - наночастицы цинка.

На Фиг. 2А - 2Г показано влияние наночастиц металлов и хитозана в составе питательной среды на прорастание семян томата Venice. 2А - в среде присутствуют наночастицы железа; 2Б - в среде присутствуют наночастицы цинка, 2В - в среде присутствуют наночастицы меди; 2Г - в среде присутствуют наночастицы железа, цинка и меди.

На Фиг. 3А - 3Г показано влияние наночастиц металлов и хитозана в составе питательной среды на длину корня растений перца LJ-king. 3А - в среде присутствуют наночастицы железа; 3Б - в среде присутствуют наночастицы цинка, 3В - в среде присутствуют наночастицы меди; 3Г - в среде присутствуют наночастицы железа, цинка и меди.

На Фиг. 4 показана фотография растений перца LJ-king, выращенных на питательных средах, содержащих наночастицы цинка и хитозан. Zn-b0 - контроль, Zn-b3 - концентрация НЧ цинка в среде 0,016 мг/л, Zn-b2 - концентрация наночастиц цинка в среде 0,08 мг/л, Zn-b4 - концентрация наночастиц цинка в среде 0,4 мг/л.

На Фиг. 5А - 5Г показано влияние наночастиц металлов и хитозана в составе питательной среды на длину корня растений томата HY-2. 5А - в среде присутствуют наночастицы железа; 5Б - в среде присутствуют наночастицы цинка, 5В - в среде присутствуют наночастицы меди; 5Г - в среде присутствуют наночастицы железа, цинка и меди.

На Фиг. 6А - 6Г показано виляние наночастиц металлов и хитозана в составе питательной среды на активность корня растений перца LJ-king, томата HY-2 и томата Venice. 6А - в среде присутствуют наночастицы железа; 6Б - в среде присутствуют наночастицы цинка, 6В - в среде присутствуют наночастицы меди; 6Г - в среде присутствуют наночастицы железа, цинка и меди.

На Фиг. 7А показано виляние наночастиц железа и хитозана в составе питательной среды на содержание хлорофилла в листьях растений перца LJ-king.

На Фиг. 7Б показано виляние наночастиц цинка и хитозана в составе питательной среды на содержание хлорофилла в листьях растений томата HY-2.

На Фиг. 7В показано виляние наночастиц меди и хитозана в составе питательной среды на содержание хлорофилла в листьях растений перца LJ-king.

Наночастицы железа, цинка и меди в электронейтральном состоянии получают конденсационным левитационно-струйным методом [Авт.св. СССР №814432 // Бюлл. изобретений, 1981, №11, С. 25.] на установке Миген-3 [Жигач А.Н. и др. «Установка для получения и исследования физико-химических свойств наночастиц металлов» // Приборы и техника эксперимента. 2000. №6. С. 122-129].

Определение формы и размеров наночастиц железа, цинка, меди проводят методом просвечивающей электронной микроскопии на приборе LEO 912 АВ OMEGA. Определение фазового состава наночастиц проводят рентгенофазовым анализом на рентгеновском дифрактометре АДП-1 (Россия). Для определения среднего диаметра наночастиц микрофотографии, полученные на электронном микроскопе, обрабатывают с помощью компьютерной программы Micran 25 путем измерения поперечника, как минимум, тысячи частиц. На основании полученных данных строят кривую распределения наночастиц металлов по размеру и рассчитывают средний диаметр частиц. Электронные микрофотографии и кривые распределения наночастиц металлов по размеру приведены на Фиг. 1А - 1В. Кривая распределения наночастиц железа по размеру лежит в области 5-80 нм. Средний диаметр частиц железа составляет 27,0±0,51 нм. Кривая распределения наночастиц цинка по размеру лежит в области 10-200 нм. Средний диаметр полученных частиц цинка составляет 54,0±2,8 нм. Кривая распределения наночастиц меди по размеру лежит в области 5-225 нм. Средний диаметр частиц меди составляет 79,0±1,24 нм.

Как видно из Фиг. 1А - 1В, наночастицы железа, цинка и меди представляют собой монокристаллические структуры круглой правильной формы, покрытые полупрозрачной оксидной пленкой. Результаты рентгенофазового анализа свидетельствуют, что в наночастицах железа кристаллическая металлическая фаза составляет 53,6%, фаза железа оксида Fe3O4 - 46,4%, толщина оксидной пленки 3,5 нм. Наночастицы меди и цинка состоят из кристаллической металлической фазы с толщиной оксидной пленки 1,0-0,5 нм.

В качестве основы для приготовления питательной среды по изобретению может быть использована пропись любой из известных питательных сред, содержащих сбалансированный состав всех жизненно важных для растений органических и неорганических макро- и микрокомпонентов. При этом, согласно изобретению, вместо солей железа или цинка, или меди, или комбинации этих солей, обычно входящих в состав питательных сред, в среду включают наночастицы железа, или цинка, или меди в электронейтральном состоянии, или комбинации наночастиц железа, цинка и меди, оставляя остальные компоненты, входящие в состав питательной среды, взятой за основу, без изменения.

Для демонстрации возможности осуществления изобретения с получением заявленного технического результата в качестве основы для приготовления вариантов среды по изобретению, нами использована пропись агаризованной питательной среды Мурасиге-Скуга (см. Табл. 1).

Диапазоны концентраций наночастиц железа, цинка и меди в примерах осуществления изобретения выбраны с учетом содержания металлов в ионной форме в питательной среде, взятой за основу. Так, в пересчете на металл, концентрация железа в среде МС составляет 5,6 мг/л, а в примерах питательные среды содержат наночастицы железа в концентрациях 10,0-0,06 мг/л; концентрация цинка в пересчете на металл в среде МС составляет 1,96 мг/л, а в примерах питательные среды содержат наночастицы цинка в концентрациях 3,0-0,016 мг/л; концентрация меди в пересчете на металл в среде МС составляет 0,0064 мг/л, а в примерах питательные среды содержат наночастицы меди в концентрациях 0,04-0,00016 мг/л.

Ниже описано приготовление питательной среды МС (контроль) и вариантов питательных сред в соответствии с изобретением.

1. Приготовление питательной среды Мурасиге-Скуга.

Питательную среду МС готовят в соответствии с прописью, приведенной в Табл. 1.

1.1. Приготовление маточного раствора макроэлементов.

Готовят навески (мг): NH4NO3 - 33000, KNO3 - 38000, CaCl2×2H2O - 8800, MgSO4×7H2O - 7400, KH2PO4 - 3400. Приготовленные навески растворяют в 1 литре воды при перемешивании на магнитной мешалке «IKA RH basic 2» (Германия) в течение 5 минут.

1.2. Приготовление маточного раствора микроэлементов.

Готовят навески (мг): KJ - 166, H3BO3 - 1240, MnSO4×4H2O - 4460, ZnSO4×7H2O - 1720, Na2MoO4×2H2O - 50, CuSO4×5H2O - 5, CoCl2×6H2O - 5. Приготовленные навески растворяют в 1 литре воды при перемешивании на магнитной мешалке в течение 5 минут.

1.3. Приготовление маточного раствора хелатного железа

Готовят навески (мг): Nа2ЭДТА×2H2O - 37,3, FeSO4×7H2O - 27,8. Приготовленные навески растворяют в 1 литре воды при перемешивании на магнитной мешалке в течение 5 минут.

1.4. Приготовление маточного раствора витаминов и органических веществ.

Готовят навески (мг): Мезоинозит - 100000, Никотиновая кислота (РР) - 500, Пиридоксин-HCl (В6) - 500, Тиамин-HCl (В1) - 500, Глицин - 2000. Приготовленные навески растворяют в 1 литре воды при перемешивании на магнитной мешалке в течение 5 минут.

Готовят навески (мг): сахароза в виде порошка - 30000, агар-агар - 7000.

1.5. Приготовление среды МС.

Для приготовления 1 л среды в колбу объемом 1,5 л вносят 50 мл маточного раствора макроэлементов, 5 мл маточного раствора микроэлементов, 5 мл маточного раствора хелатного железа и 1 мл маточного раствора витаминов и органических веществ. Доводят объем водой до 800 мл, добавляют навеску сахарозы и навеску агара при перемешивании на магнитной мешалке в течение 5 минут, доводят объем до 1000 мл.

Приготовленную питательную среду стерилизуют при температуре 120°С, давлении 0,1 МРа в течение 20 мин в автоклаве «Hirayama, HVE-50» (Япония).

Приготовленную, как описано выше, стандартную питательную среду Мурасиге-Скуга используют в качестве контроля.

2. Приготовление питательной среды с добавкой хитозана

Для приготовления питательной среды с добавкой хитозана в 1 л стерильной, охлажденной до 45°С питательной среды Мурасиге-Скуга, приготовленной, как описано выше, вносят 100 мг хитозана «Тяньши» при перемешивании на магнитной мешалке в течение 2 минут.

3. Приготовление питательных сред с добавками наночастиц металлов

3.1. Приготовление раствора хелатирующего агента.

Готовят навески (мг): Nа2ЭДТА×2Н2О - 37,3. Приготовленную навеску растворяют в 1 литре воды при перемешивании на магнитной мешалке в течение 5 минут.

3.2. Приготовление водной суспензии наночастиц железа.

Для приготовления водной суспензии наночастиц железа навеску 2000 мг порошка наночастиц железа вносят в 200 мл дистиллированной стерильной воды и проводят диспергирование порошка наночастиц железа в воде на диспергаторе «Scientz JY 92-IIN» (Китай) в течение 30 сек. при мощности 99% при охлаждении. Процесс диспергирования повторяют трижды. К 1,0 мл приготовленной суспензии добавляют 9,0 мл дистиллированной стерильной воды и проводят диспергирование аналогично тому, как описано выше. Для получения суспензий с меньшими концентрациями наночастиц железа готовят серию соответствующих разведений стерильной дистиллированной водой с последующим диспергированием.

3.3. Приготовление питательной среды, содержащей наночастицы железа.

10 мл суспензии НЧ железа или ее соответствующих разведений (см. п. 3.2) вносят в 1 л стерильной, охлажденной до 45°С питательной среды, приготовленной, как описано в п. 1, но вместо маточного раствора хелатного железа в среду вводят 5 мл раствора хелатирующего агента, приготовленного, как описано в п. 3.1. Смесь перемешивают на магнитной мешалке в течение 2 минут.

3.4. Приготовление водной суспензии наночастиц цинка

Для приготовления водной суспензии наночастиц цинка навеску 600 мг порошка наночастиц цинка вносят в 200 мл дистиллированной стерильной воды и проводят диспергирование порошка наночастиц цинка в воде аналогично тому, как описано для порошка наночастиц железа (см. 3.2.). К 1,0 мл приготовленной суспензии добавляют 9,0 мл стерильной дистиллированной воды и проводят диспергирование при охлаждении аналогично тому, как описано для порошка наночастиц железа (см. 3.2.). Для получения суспензий с меньшими концентрациями наночастиц цинка готовят серию соответствующих разведений стерильной дистиллированной водой с последующим диспергированием, аналогично тому, как описано для порошка наночастиц железа (см. 3.2.).

3.5. Приготовление питательной среды, содержащей наночастицы цинка.

10 мл суспензии НЧ цинка вносят в 1 л стерильной, охлажденной до 45°С питательной среды, приготовленной, как описано в п. 1, но не содержащей цинка сульфата (ZnSO4×7H2O). Смесь перемешивают на магнитной мешалке в течение 2 минут.

3.6. Приготовление водной суспензии наночастиц меди

Для приготовления водной суспензии наночастиц меди навеску 8 мг порошка наночастиц меди вносят в 200 мл дистиллированной стерильной воды и проводят диспергирование порошка наночастиц меди в воде аналогично тому, как описано для порошка наночастиц железа (см. 3.2.). К 1,0 мл приготовленной суспензии добавляют 9,0 мл стерильной дистиллированной воды и проводят диспергирование аналогично тому, как описано для порошка наночастиц железа (см. 3.2.). Для получения суспензий с меньшими концентрациями наночастиц меди готовят серию соответствующих разведений стерильной дистиллированной водой с последующим диспергированием, аналогично тому, как описано для порошка наночастиц железа (см. 3.2.).

3.7. Приготовление питательной среды, содержащей наночастицы меди.

Полученную суспензию НЧ меди вносят в 1 л стерильной, охлажденной до 45°С питательной среды, приготовленной, как описано в п. 1, но не содержащей меди сульфата (CuSO4×5H2O). Смесь перемешивают на магнитной мешалке в течение 2 минут.

3.8. Приготовление водной суспензии комбинации наночастиц железа, цинка и меди

Для приготовления водной суспензий комбинации наночастиц металлов в разных соотношениях смешивают по 2 мл суспензий наночастиц каждого из металлов, полученных, как описано выше (см. п.п. 3.2, 3.4 и 3.6.), и содержащих наночастицы в требуемой концентрации, доводят объем стерильной дистиллированной водой до 10 мл и проводят диспергирование, аналогично тому, как описано для порошка наночастиц железа (см. 3.2.).

3.9. Приготовление питательной среды, содержащей комбинацию наночастиц железа, цинка и меди.

10 мл суспензии, содержащей НЧ металлов в требуемом соотношении, вносят в 1 л стерильной, охлажденной до 45°С питательной среды, приготовленной, как описано в п. 1, но не содержащей железа сульфата (FeSO4×7H2O), цинка сульфата (ZnSO4×7H2O) и меди сульфата (CuSO4×5H2O). В среду вводят 5 мл раствора хелатирующего агента, приготовленного, как описано в п. 3.1. и перемешивают на магнитной мешалке в течение 2 минут.

Полученные, как описано выше, питательные среды немедленно разливают по 50 мл в стерильные сосуды объемом 200 мл, закрывают полиэтиленовой пленкой или полиэтиленовыми крышками и оставляют в стерильном боксе до полного охлаждения. Приготовленные таким образом, сосуды с питательной средой используют для проращивания семян и выращивания растений.

Аналогично готовят образцы питательных сред, содержащих наночастицы металлов с добавкой хитозана "Тяньши", используя в качестве основы соответствующий аналог среды МС, приготовленный с добавкой хитозана, как описано в п. 2.

Изобретение осуществляют следующим образом:

Для культивирования растений в стерильные сосуды на поверхность агаризованной питательной среды, содержащей, в соответствии с изобретением, наночастицы железа или цинка или меди, или комбинации этих наночастиц в различных количественных соотношениях, помещают семена растений по 3 шт. в каждый сосуд. Сосуды с семенами устанавливают на стеллажах в климатической комнате при температуре 22-25°С, влажности 36% и освещенности 3500-3000 Lux 12/12 час в сутки. Отдельные серии экспериментов проводят на стандартной среде МС (контроль) и на средах, содержащих, кроме наночастиц металлов, дополнительно хитозан "Тяньши" в концентрации 100 мг/л.

Способность семян к прорастанию оценивают на 15-е сутки, а морфометрические и физиологические показатели полученных растений - на 40-е сутки после начала культивирования растений.

Результаты экспериментов, полученные из 7-10 повторностей, обрабатывают статистически с помощью компьютерных программ Microsoft Excel, Statistica 6.0. Достоверность (р) полученных результатов оценивают по U-критерию по Манну-Уитни [Mann Н.B., Whitney D.R. Ann. Math. Statist. 1947, V. 18, №1, pp. 50-60]. Различия между двумя выборками считают статистически значимыми при 0,001≤р≤0,1.

Ниже приведены примеры выращивания растений перца и томатов, на питательных средах, содержащих различные концентрации наночастиц железа, или цинка, или меди, или комбинации наночастиц этих металлов. Приведенные примеры лишь иллюстрируют возможность осуществления изобретения с получением заявленного технического результата, однако, не исчерпывают всех возможных вариантов его практической реализации.

Пример 1. Влияние наночастиц металлов и хитозана в составе питательной среды на прорастание семян томата

Прорастание семян характеризуют величиной показателя прорастания семян, определяемого как процентное соотношение количества проросших семян по отношению к общему количеству семян, взятых для проращивания. Величину показателя прорастания семян определяют на 15-е сутки после начала культивирования растений.

Полученные результаты представлены на Фиг. 2А - 2Г, где показано влияние на прорастание семян томата Venice замены солей металлов в составе питательной среды на наночастицы металлов, а также влияние на прорастание семян добавки хитозана. Как видно из диаграммы, представленной на Фиг. 2А, введение в питательную среду наночастиц железа в концентрациях 0,6-10,0 мг/л повышает показатель прорастания семян томата на 13% - 27% по сравнению с контролем (прорастание семян на среде МС). Добавление в питательную среду, содержащую наночастицы железа в концентрации 0,6 или 10 мг/л, хитозана (100 мг/л) дает дополнительный прирост показателя прорастания семян на 23% и 33% соответственно.

Как видно из диаграммы, представленной на Фиг. 2Б, введение в питательную среду наночастиц цинка в концентрациях 0,2-3,0 мг/л повышает показатель прорастания семян томата в 2,0-2,3 раза по сравнению с контролем. Добавление хитозана в питательную среду, содержащую 1,0 мг/л наночастиц цинка, увеличивает показатель прорастания семян дополнительно на 13%.

Как видно из диаграммы, представленной на Фиг. 2В, введение в питательную среду наночастиц меди в концентрациях 0,0008-0,04 мг/л улучшает показатель прорастания семян томата в 2,0-2,8 раза по сравнению с контролем. При добавлении хитозана в питательную среду, содержащую наночастицы меди в концентрациях 0,0008 и 0,04 мг/л., наблюдается дополнительный прирост показателя прорастания семян до 20%.

Как видно из диаграммы, представленной на Фиг. 2Г, введение в питательную среду комбинации наночастиц железа, цинка и меди вместо солей этих металлов, также дает улучшение прорастания семян томата, причем прирост этого показателя тем выше, чем выше концентрация наночастиц в питательной среде. Так, например, комбинация (10,0 мг/л наночастиц железа + 3,0 мг/л наночастиц цинка + 0,04 мг/л наночастиц меди) обеспечивает повышение показателя прорастания семян томата в 2,7 раза по сравнению с контролем. Введение хитозана в питательную среду, содержащую наночастицы в комбинации (3,0 мг/л наночастиц железа + 1,0 мг/л наночастиц цинка + 0,004 мг/л наночастиц меди) приводит к дополнительному приросту показателя прорастания на 13%.

Пример 2. Влияние наночастиц металлов в составе питательной среды на морфометрические показатели растений перца и томата.

На 40-е сутки с начала культивирования растений в описанных выше условиях на питательных средах, содержащих наночастицы металлов, определяют морфометрические показатели полученных растений - длину ростка, длину корня, количество зеленой массы растений. Результаты представляют в виде отношения величины показателя, полученного при выращивании растений на питательной среде, содержащей наночастицы металлов (опыт), к величине показателя, полученного при выращивании растений на питательной среде МС (контроль), в процентах.

На Фиг. 3А - 3Г показано влияние наночастиц металлов в составе питательной среды на длину корня перца LJ-king.

Как видно из диаграммы, приведенной на Фиг. 3А, при выращивании перца на питательной среде, содержащей вместо железа в ионной форме (концентрация 5,6 г/мл в пересчете на металл) наночастицы железа в концентрации 0,06, 0,3 и 3,0 мг/л, длина корня увеличивается на 54%, 118% и 102% соответственно по сравнению с контролем. При этом, положительный эффект наблюдается при концентрации наночастиц железа почти на два порядка более низких, чем концентрация ионов железа в составе питательной среды МС.

Как видно из диаграммы, приведенной на Фиг. 3Б, при выращивании перца на питательной среде, содержащей вместо ионов цинка (концентрация 1,96 г/мл в пересчете на металл) наночастицы цинка в концентрации 0,4, 0,008 и 0,0016 мг/л, длина корня увеличивается на 71%, 80% и 62% соответственно по сравнению с контролем. При этом, концентрации наночастиц цинка в 5-122 раз меньше, чем концентрация цинка в ионной форме в составе питательной среды МС.

Введение хитозана в питательную среду, содержащую наночастицы цинка в концентрации 0,4 мг/л, дает дополнительный прирост длины корня на 30%.

Как видно из диаграммы, приведенной на Фиг. 3В, при выращивании перца на питательной среде, содержащей вместо ионов меди (концентрация 0,0064 г/мл в пересчете на металл) наночастицы меди в концентрации 0,00016, 0,0008 и 0,004 мг/л, длина корня увеличивается на 34%, 57% и 54% соответственно по сравнению с контролем. При этом, положительный эффект наблюдается при концентрации наночастиц меди в 1,6 - в 40 раз более низких, чем концентрация ионов меди в составе питательной среды МС.

Как видно из диаграммы, приведенной на Фиг. 3Г, при выращивании перца на питательной среде, содержащей вместо ионов железа, цинка и меди комбинации наночастиц этих металлов в различных соотношениях, длина корня увеличивается на 7-58% по сравнению с контролем. Исключение составляет опыт, в котором использована комбинация наночастиц, содержащая минимальные из испытанных концентрации наночастиц железа (0,06 мг/л), цинка (0,016 мг/л) и меди (0,00016 мг/л). Однако, результаты, приведенные на Фиг. 3Г, показывают значительный синергетический эффект сочетанного действия малых концентраций наночастиц металлов и хитозана, приводящий к увеличению длины корня растений перца на 40% по сравнению с контролем. Аналогичный синергетический эффект получен и для варианта питательной среды, содержащей хитозан и комбинацию наночастиц: железо (0,3 мг/л) + цинк (0,08 мг/л) + медь (0,0008 мг/л).

В качестве иллюстрации на Фиг. 4 представлена фотография растений перца LJ-king, выращенных на средах, в которых соль цинка заменена на наночастицы цинка и дополнительно добавлен хитозан. Видно, что присутствие в среде наночастиц цинка в концентрациях 0,0016 мг/л - 0,4 мг/л и хитозана способствует более активному по сравнению с контролем развитию корневой системы перца: длина корня увеличивается в 1,6-1,8 раза, причем, введение хитозана в питательную среду, содержащую наночастицы цинка в концентрации 0,4 мг/л, дает дополнительный прирост длины корня на 30%.

На Фиг. 5А - 5Г показано влияние наночастиц металлов в составе питательной среды на длину корня томата HY-2. При выращивании томата на питательной среде, содержащей вместо железа в ионной форме наночастицы железа в концентрации 0,06, 0,3 и 3,0 мг/л, длина корня увеличивается, соответственно, на 58%, 31% и 3% (см. Фиг. 5А). При выращивании томата на питательной среде, содержащей вместо цинка в ионной форме наночастицы цинка в концентрации 0,016, 0,08 и 0,4 мг/л, длина корня увеличивается на 1%, 17% и 38%, соответственно. В присутствии хитозана этот показатель дополнительно увеличивается на 17%, 2% и 15% соответственно (см. Фиг. 5Б). Замена ионов меди в концентрации 0,0064 г/мл на наночастицы меди в концентрации 0,0008 мг/л приводит к увеличению длины корня томата почти на 24%. (см. Фиг. 5В). При выращивании томата на питательной среде, содержащей вместо металлов в ионной форме комбинации наночастиц металлов, (0,3 мг/л железа + 0,008 мг/л цинка + 0,0008 мг/л меди) и (3,0 мг/л железа + 0,4 мг/л цинка + 0,004 мг/л меди), длина корня томата увеличивается на 7% и 12% соответственно, по сравнению с контролем.

В отдельных опытах добавка хитозана способствовала дополнительному увеличению длины корня растений томата. Так, например, одновременное присутствие в питательной среде наночастиц железа (3,0 мг/л), наночастиц цинка (0,4 мг/л), наночастиц меди (0,004 мг/л) и хитозана (100 мг/л) дает прирост длины корня томата почти на 70% по сравнению с контролем.

Введение наночастиц металлов в состав питательной среды слабо отражается на длине ростка и зеленой массе перца и томата. Исключение составляют наночастицы цинка, введение которых в среду, например, в концентрации 0,08 мг/л, способствует увеличению длины ростка томата HY-2 в 1,2 раза, а добавка в среду хитозана приводит к дополнительному росту этого показателя на 17%. На среде, содержащей наночастицы цинка в концентрации 0,4 мг/л, в присутствии хитозана прирост зеленой массы растений перца LJ-king по сравнению с контролем составляет 42%, а на среде, содержащей наночастицы цинка в концентрации 0,08 мг/л, прирост зеленой массы растений томата Venice по сравнению с контролем составляет 80%. На среде, содержащей комбинацию наночастиц (3,0 мг/л железа + 0,4 мг/л цинка + 0,004 мг/л меди), также получен прирост зеленой массы растений томата Venice в 1,3 раза по сравнению с контролем.

Пример 3. Влияние наночастиц металлов в составе питательной среды на физиологические показатели растений перца и томата

На 40-е сутки с начала культивирования растений в описанных выше условиях на питательных средах, содержащих наночастицы металлов, определяют физиологические показатели полученных растений - активность корня и содержание хлорофилла в листьях. Результаты представлены в виде отношения величины показателя, полученного при выращивании растений на питательной среде, содержащей наночастицы металлов (опыт), к величине показателя, полученного при выращивании растений на питательной среде МС (контроль).

Активность корня определяют по восстановлению трифенилтетразолия хлорида как описано в [Adebusoye О. Onanuga, Ping'an Jiang, Sina Adl. "Effect of phytohormones, phosphorus and potassium on cotton varieties (Gossypium hirsutum) root growth and root activity grown in hydroponic nutrient solution" // Journal of Agricultural Science. 2012, Vol. 4, N 3, pp. 93-110].

На Фиг. 6A - 6Г показано влияние наночастиц металлов, введенных в питательную среду вместо соответствующих солей металлов, на активность корня растений перца LJ-king и томатов HY-2 и Venice. Из диаграммы на Фиг. 6А видно, что при выращивании перца на питательной среде, содержащей вместо железа в ионной форме наночастицы железа в концентрации 0,06 и 0,3 мг/л, активность корня перца LJ-king увеличивается на 59% и 58% соответственно; при выращивании томата HY-2 на питательной среде, содержащей наночастицы железа в концентрации 0,06, 0,3 и 3,0 мг/л, активность корня увеличивается на 37%, 34% и 48% соответственно по сравнению с контролем. При выращивании томата Venice на питательной среде, содержащей наночастицы железа в концентрации 0,6, 3,0 и 10,0 мг/л, активность корня увеличивается на 112%, 125% и 76% соответственно по сравнению с контролем.

Аналогичный эффект обнаружен и при замене ионов цинка в составе питательной среды на наночастицы цинка (см. Фиг 6Б). Так при выращивании перца на питательной среде, содержащей вместо цинка в ионной форме наночастицы цинка в концентрации 0,016, 0,08 и 0,4 мг/л, активность корня перца LJ-king увеличивается на 31%, 56% и 38% соответственно, активность корня томата HY-2 увеличивается на 86%, 8% и 29% соответственно по сравнению с контролем. При выращивании томата Venice на питательной среде, содержащей наночастицы цинка в концентрации 0,2, 1,0 и 3,0 мг/л, активность корня увеличивается на 25%, 15% и 42% соответственно по сравнению с контролем.

Из диаграммы на Фиг. 6 В видно, что в протестированном нами диапазоне концентраций наночастиц меди также наблюдается увеличение активности корня растений перца и томатов. При выращивании перца на питательной среде, содержащей вместо меди в ионной форме наночастицы меди в концентрации 0,00016, 0,0008 и 0,004 мг/л, активность корня перца LJ-king увеличивается на 18%, 61% и 21% соответственно, активность корня томата HY-2 увеличивается на 43%, 151% и 149% соответственно по сравнению с контролем. При выращивании томата Venice на питательной среде, содержащей наночастицы меди в концентрации 0,0008 0,004 и 0,4 мг/л, активность корня увеличивается по сравнению с контролем на 65%, 10% и 12% соответственно.

В большинстве опытов обнаружено положительное влияние на активность корня одновременной замены железа, цинка и меди в ионной форме в составе питательной среды на наночастицы этих металлов (см. Фиг 6Г). При выращивании перца на питательной среде, содержащей вместо металлов в ионной форме комбинации наночастиц (0,06 мг/л железа + 0,016 мг/л цинка + 0,00016 мг/л меди), или (0,3 мг/л железа + 0,08 мг/л цинка + 0,0008 мг/л меди), или (3,0 мг/л железа + 0,4 мг/л цинка + 0,004 мг/л меди), активность корня растений перца увеличивается на 98%, 51% и 91% соответственно. При выращивании томата HY-2 на питательной среде, содержащей вместо металлов в ионной форме комбинации наночастиц (0,06 мг/л железа + 0,016 мг/л цинка + 0,00016 мг/л меди) и (0,3 мг/л железа + 0,08 мг/л цинка + 0,0008 мг/л меди), активность корня растений увеличивается на 33%, и 46%, соответственно, по сравнению с контролем. При выращивании томата Venice на питательной среде, содержащей вместо металлов в ионной форме комбинации наночастиц (0,6 мг/л железа + 0,2 мг/л цинка + 0,0008 мг/л меди) и (3,0 мг/л железа + 1,0 мг/л цинка + 0,004 мг/л меди, активность корня увеличивается на 43% и 48% соответственно по сравнению с контролем.

Введение в состав питательной среды, содержащей наночастицы металлов, дополнительно хитозана в концентрации 100 мг/л в большинстве опытов дает дополнительный прирост активности корня растений.

Содержание хлорофилла в листьях определяют, как описано в ["Chlorophylls and Carotenoids: Measurement and Characterization by UV-VIS Spectroscopy UNIT F4.3" // Current Protocols in Food Analytical Chemistry, 2001, F4.3.1-F4.3.8]. Полученные результаты представлены на Фиг. 7А - 7В.

На Фиг. 7А показано влияние наночастиц железа, введенных в питательную среду вместо сульфата железа, на содержание хлорофилла в листьях перца LJ-king. Из диаграммы видно, что введение в среду наночастиц железа в концентрации 0,3 мг/л и 3,0 мг/л способствует увеличению содержания хлорофилла в листьях на 5% и 27% соответственно, по сравнению с контролем. Добавление в среду хитозана дополнительно повышает содержание хлорофилла в листьях растений перца на 6%, 10% при концентрациях наночастиц железа 0,06 мг/л и 0,3 мг/л соответственно.

На Фиг. 7Б показано влияние наночастиц цинка, введенных в питательную среду вместо цинка сульфата, на содержание хлорофилла в листьях томата HY-2. Наночастицы цинка в концентрации 0,08 мг/л и 0,4 мг/л увеличивают содержание хлорофилла в листьях томата HY-2 на 56% и 108% соответственно. Дополнительное введение в среду хитозана увеличивает этот показатель на 48% и на 20% при концентрации наночастиц цинка 0,016 мг/л и 0,08 мг/л соответственно.

На Фиг. 7В показано влияние наночастиц меди, введенных в питательную среду вместо меди сульфата, на содержание хлорофилла в листьях перца LJ-king. Введение в питательную среду наночастиц меди увеличивает содержание хлорофилла в листьях перца LJ-king, при этом максимальный эффект наблюдали при минимальной протестированной нами концентрации наночастиц меди 0,00016 мг/л, при которой содержание хлорофилла на 59% превышало показатель в контроле. Введение в среду дополнительно хитозана во всех случаях сопровождалось дополнительным увеличением содержание хлорофилла в листьях растений перца. При концентрации 0,0008 мг/л наночастиц меди в питательной среде содержание хлорофилла в перце увеличивалось на 75%.

Важно отметить, что замена в составе питательной среды железа, цинка и меди в ионной форме на наночастицы этих металлов не приводит к какому-либо нарушению развития растений - растения остаются прямостоячими, имеют развитую листовую пластину, сохраняют чередование листьев и другие характерные признаки. При этом не происходит заражения растений бактериальной флорой, плесенью или грибком.

Таким образом, заявляемый способ, основанный на использовании питательной среды, в которой произведена частичная или полная замена солей железа, цинка или меди на наночастицы этих металлов, позволяет получить оздоровленные растения с компактным стеблем, с развитой и активной корневой системой, что позволяет использовать их в качестве высококачественного посадочного материала.

Предложенная питательная среда может быть использована для проведения биотехнологических исследований, для повышения качества продукции, для использования в аэропонных и гидропонных технологиях. Предложенный способ выращивания растений на питательной среде, содержащей наночастицы железа, меди и цинка, может быть использован для создания систем жизнеобеспечения космонавтов в условиях длительных космических полетов.

1. Способ выращивания растений с использованием наночастиц, включающий проращивание семян и последующее выращивание растений в асептических условиях на агаризованной питательной среде, содержащей наночастицы, отличающийся тем, что используют агаризованную питательную среду, которая в качестве наночастиц содержит наночастицы железа, или наночастицы цинка, или наночастицы меди, или комбинацию наночастиц железа, цинка и меди.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют питательную среду, которая дополнительно содержит хитозан.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что используют питательную среду, содержащую наночастицы железа в концентрации 10,0-0,06 мг/л.

4. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что используют питательную среду, содержащую наночастицы цинка в концентрации 3,0-0,016 мг/л.

5. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что используют питательную среду, содержащую наночастицы меди в концентрации 0,04-0,00016 мг/л.

6. Агаризованная питательная среда для осуществления способа по п. 1, которая содержит необходимые для развития растений компоненты, входящие в состав питательной среды Мурасиге-Скуга, а именно органические вещества, включая витамины, углеводы и аминокислоты и/или белковые гидролизаты, а также хелатирующий агент, неорганические соли, содержащие азот, фосфор, натрий, калий, кальций, магний, серу, хлор, йод, бор, марганец, молибден и кобальт, а также железо, цинк и медь, отличающаяся тем, что железо, или цинк, или медь, или железо, цинк и медь в комбинации входят в состав питательной среды в форме наночастиц этих металлов.

7. Питательная среда по п. 6, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит хитозан.

8. Питательная среда по пп. 6 и 7, отличающаяся тем, что она содержит наночастицы железа в концентрации 10,0-0,06 мг/л.

9. Питательная среда по пп. 6 и 7, отличающаяся тем, что она содержит наночастицы цинка в концентрации 3,0-0,016 мг/л.

10. Питательная среда по пп. 6 и 7, отличающаяся тем, что она содержит наночастицы меди в концентрации 0,04-0,00016 мг/л.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к нанотехнологии азот-углеродсодержащих соединений титана, которые могут быть использованы в композиционном материаловедении, в том числе в составе модифицирующих комплексов алюминиевых, железо-углеродистых и никелевых сплавов.

Изобретение относится к строительству, а именно к неметаллической композитной арматуре, которая применяется для армирования термоизоляционных стеновых конструкций, монолитных бетонных и сборных конструкций, для использования в конструктивных элементах зданий в виде отдельных стержней, для армирования грунта основания зданий и сооружений, в том числе оснований автомагистралей и дорог, для анкеровки в грунте подпорных стен и сооружений.

Изобретение относится к технологии получения функциональных наноматериалов, а именно к химической технологии получения нанокомпозиционных гибридных материалов, состоящих из многостенных углеродных нанотрубок и осажденных на них с использованием метода химического осаждения из паровой фазы металлоорганического соединения титана покрытий из карбида титана, и может быть использовано в электронных эмиттерах плоско-панельных дисплеев и в других автоэмиссионных вакуумных устройствах.

Изобретение относится к способу изготовления керамических пьезоматериалов из нано- и ультрадисперсных порошков фаз кислородно-октаэдрического типа, содержащих в позиции (В) ионы титана (IV), ниобия (V), циркония (IV), вольфрама (VI).

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к электрохимическому иммуноанализу. Предложен способ определения содержания грамотрицательных бактерий в анализируемой среде.

Изобретение относится к получению алюминиевого нанопорошка из отходов электротехнической алюминиевой проволоки, содержащих не менее 99,5 % алюминия. Ведут электроэрозионное диспергирование отходов в дистиллированной воде при частоте следования импульсов 95 - 105 Гц, напряжении на электродах 90 - 10 В и емкости конденсаторов 65 мкФ с последующим центрифугированием раствора для отделения крупноразмерных частиц от нанопорошка.

Изобретение относится к медицине и представляет собой нанокомпозит нуль-валентного серебра, обладающий одновременно антимикробными свойствами и противоопухолевой активностью в виде стабильных водорастворимых порошков, сохраняющий свои свойства в течение длительного времени, содержащий в качестве стабилизатора наночастиц природный биоконъюгат арабиногалактана с флавоноидами, с размером наночастиц серебра 1.7-90.0 нм и их содержанием в композите - 1.3-17.5%.
Изобретение относится к нанотехнологиям и наноструктурам, а именно к методам получения слоя рутила в виде пленки или пластинки. Способ получения включает процесс, происходящий в окислительной газовой среде, причем поверхность титана разогревают с помощью резистивного, индукционного или лучевого воздействия до температуры ниже температуры плавления вблизи точки фазового перехода 800-900°С в окислительной газовой среде, содержащей кислород и инертный газ или смесь инертных газов, при давлении, превышающем 100 Па, при этом происходит окисление приповерхностных слоев титана с одновременной перестройкой в структуру, соответствующую ТiO2 - рутилу.

Изобретение относится к способам определения механических свойств материалов путем вдавливания индентора в поверхность образца с заданной нагрузкой, а именно к способам определения статического модуля упругости Юнга (ниже модуль упругости).

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к композиции для визуализации и повреждения опухолевых клеток-мишеней, содержащей неорганические наночастицы размером 10-100 нм и размерной дисперсностью до 6% состава NaYF4, солегированные ионами иттербия (Yb) и эрбия (Er) или иттербия (Yb) и тулия (Tm), и включающей цитотоксический компонент, представленный бета-изотопом, которым является изотоп иттрия-90 (90Y), при этом наночастицы переведены в гидрофильную форму путем использования покрытия, представленного по крайней мере одним из соединений, выбранных из полималеинового ангидрида октадецена, полиэтиленимина, поли(D,L-лактида), поли(лактид-гликолида), диоксида кремния, тетраметиламмония гидроксида, при этом наночастицы связаны с гуманизированным мини-антителом scFv 4D5 или высокоаффинным пептидом неиммуноглобулиновой природы DARPin-29, которые специфичны к раковоассоциированному антигену HER-2/new.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Состав для стимулирования роста и развития сельскохозяйственных растений включает смесь соединений молибдена, меди и цинка, лимонной кислоты и алканоламина в мольном отношении 1:(1-10):(1-25):(1-100):(4-100) и воды в соотношении (мас.%): смесь соединений молибдена, меди и цинка, лимонной кислоты и алканоламина – 0,5-70,0, вода – остальное.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к агрохимическим композициям, пригодным для защиты древесных материалов. Композиция для защиты древесины и материалов, содержащих древесину, содержит синергетически эффективную комбинацию биологически активных веществ: 55-65 масс.% пенфлуфена и по меньшей мере одного дополнительного соединения, выбранного из группы оксид меди, прохлораз, тиабендазол, фенпропиморф, циперметрин, перметрин, бифентрин, тебуконазол, пропиконазол, этофенпрокс.

Изобретение относится к противовирусному полимерному составляющему, которое может эффективно инактивировать вирусы и обладает прекрасной способностью к длительной эксплуатации, а также к способу получения его.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Осуществляют приготовление концентрированного раствора медьсодержащего фунгицида путем растворения водонерастворимого медьсодержащего вещества, представляющего собой основной карбонат меди, в водно-аммиачном растворе карбоната аммония с образованием комплексного соединения, полностью растворимого в воде, представляющего собой медно-аммиачный карбонатный комплекс.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Композиция предназначена для воздействия на прорастание и рост огурцов.

Изобретение относится к биоцидам. Композиция содержит 2,2-диброммалонамид и металл, выбранный из серебра, меди и их смесей.

Предлагаемое полотно способно инактивировать попадающие на него вирусы даже в присутствии липидов и белков и независимо от наличия у вируса оболочки. Полотно способно инактивировать попадающие на него вирусы и содержит основу полотна и тонкодисперсные частицы соединения моновалентной меди и/или тонкодисперсные частицы йода, причем тонкодисперсные частицы соединения моновалентной меди и/или тонкодисперсные частицы йода нанесены на упомянутую основу полотна.
Изобретение относится к сельскому хозяйству. Состав для стимулирования роста и развития сельскохозяйственных культур включает соединения меди, лимонную кислоту, алканоламин, воду, соединения марганца при мольном соотношении в смеси: соединения меди (в пересчете на медь):соединения марганца (в пересчете на марганец):лимонная кислота:алканоламин, равном 1:(2-8):(2-10):(4-80) при следующем соотношении компонентов, в мас.%: смесь соединений меди, марганца, лимонной кислоты и алканоламина в мольном соотношении, приведенном выше 0.5-70, вода остальное. Изобретение обеспечивает высокую урожайность сельскохозяйственных культур.

Биоцид // 2539150
Изобретение относится к биоцидам. Биоцид включает соль цинка или меди (II) общей формулы где М-Zn или Cu, R1 выбран из группы, включающей водород и метил, R2 выбран из группы, включающей водород и ОН, R3 выбран из группы, включающей водород, алкил и группу SO2OH. Указанный биоцид дополнительно содержит вещество, выбранное из группы, включающей ионогенные и неионогенные поверхностно активные вещества, водорастворимые карбоновые кислоты и их соли с металлами, фенолы, соли цинка с неорганическими кислотами, при массовом отношении этого вещества к соли меди или цинка общей формулы (1) от 1:200 до 1:0,7.

Изобретение относится к способу получения [N,N′-бис(диметиламинометил)-тиомочевинощавелевокислый]сульфата меди пентагидрата общей формулы (1) в качестве средства для борьбы с почвенной и поверхностно-семенной инфекцией.

Изобретение относится к области обработки технических вод. Способ регулирования степени деградации крахмала в крахмалсодержащей производственной воде с производства целлюлюзы предусматривает обработку производственной воды биоцидной системой, содержащей ионы цинка и окисляющий или неокисляющий биоцид.
Наверх