Способ получения наноразмерных частиц золота в водной среде



Способ получения наноразмерных частиц золота в водной среде
Способ получения наноразмерных частиц золота в водной среде
C25B1/00 - Электролитические способы; электрофорез; устройства для них (электродиализ, электроосмос, разделение жидкостей с помощью электричества B01D; обработка металла воздействием электрического тока высокой плотности B23H; обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод электрохимическими способами C02F 1/46; поверхностная обработка металлического материала или покрытия, включающая по крайней мере один способ, охватываемый классом C23 и по крайней мере другой способ, охватываемый этим классом, C23C 28/00, C23F 17/00; анодная или катодная защита C23F; электролитические способы получения монокристаллов C30B; металлизация текстильных изделий D06M 11/83; декоративная обработка текстильных изделий местной

Владельцы патента RU 2654861:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кировский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Кировский ГМУ Минздрава России) (RU)

Изобретение относится к способу получения наноразмерных частиц золота в водной среде, включающему помещение в дистиллированную воду, находящуюся в емкости, двух электродов, один из которых выполнен из золота, пропускание между электродами стабилизированного постоянного электрического тока, отличающемуся тем, что в качестве второго электрода используют золотую пластину, электроды между собой разделяют микропористой мембраной, при этом процесс электролитического разложения проводят в присутствии катализатора, роль которого выполняет смесь цитратного раствора С6Н8O7 и аммиачного раствора NH3, при молярном соотношении смеси-катализатора к общему объему дистиллированной воды 1:100. Техническим результатом предлагаемого изобретения являются дешевизна, безопасность, простота получения наноразмерных частиц золота в водной среде с одновременным обеспечением нечувствительности к свету, кинетической устойчивости, термодинамической устойчивости, наличия у каждой частицы заряда, препятствующего слипанию частиц малой константой нестойкости, мицеллярной формы - при уменьшении размеров, количество частиц увеличивается на порядки, при этом поверхность частиц возрастает, чем больше число частиц и их суммарная поверхность, тем эффективнее действие. 1 ил.

 

Изобретение относится к области получения наноразмерных частиц золота, распределенных в водной среде и стабилизированных соединениями (стабилизаторами).

Наноразмерные частицы золота представляют собой агломераты атомарного золота размерами 1-100 нм, поверхность которых окружена слоем молекул стабилизаторов, что позволяет достигать времен «жизни» системы вода/стабилизаторы/наноразмерные частицы золота не менее 12 месяцев.

Наноразмерные частицы золота широко изучаются в аспектах применения для нужд косметологии и в медицинских целях для лечения кожных заболеваний, адресной доставки лекарственных средств и терапии некоторых форм злокачественных новообразований. Однако большинство известных форм золотосодержащих наночастиц в настоящий момент исследуются в фундаментальных разработках и на доклиническом этапе, что связано с дороговизной их получения.

Для лечения большого спектра заболеваний представляют интерес такие уникальные и трудновоспроизводимые в других нанотехнологических аналогах свойства наночастиц золота, как гибкая управляемость физико-химических и структурных свойств при создании, а также уникальные поверхностные свойства, включая локальный поверхностный плазмонный резонанс. Поверхностные свойства делают золотые наночастицы незаменимыми для контроля высвобождения лекарств и прохождения их через кожу (таким образом можно регулировать фармакокинетику кожных препаратов) (библиографическая ссылка: Chen W., Zhang S. et al. Structural-Engineering Rationales of Gold Nanoparticles for Cancer Theranostics. Adv Mater. 2016 Oct; 28(39): 8567-8585).

Золотосодержащие наночастицы часто оказываются незаменимы для адресной/точечной/таргетированной доставки ряда лекарств при лечении некоторых форм рака (библиографическая ссылка Song S., Нао Y. et al. Using Gold Nanoparticles as Delivery Vehicles for Targeted Delivery of Chemotherapy Drug Fludarabine Phosphate to Treat Hematological Cancers. J Nanosci Nanotechnol. 2016 Mar; 16(3): 2582-6). Имеют значение иммуномодулирующие свойства золотых наночастиц. Они уменьшают аутоиммунное воспаление, уменьшают выработку цитокинов, тормозят созревание Т-лимфоцитов из Т1 в Т17, в то же время стимулируют созревание регуляторных Т-лимфоцитов (библиографическая ссылка Nosratabadi R., Rastin М. et al. Hyperforin-loaded gold nanoparticle alleviates experimental autoimmune encephalomyelitis by suppressing Th1 and Th17 cells and upregulating regulatory T cells. Nanomedicine. 2016 Oct; 12(7): 1961-1971).

Известен способ получения наночастиц золота через облучение раствора KAuCl4 фемтосекундным лазером с редукцией перекисью водорода (источник: Tangeysh В., Tibbetts K.M. et al. Gold Nanotriangle Formation through Strong-Field Laser Processing of Aqueous KAuCl4 and Postirradiation Reduction by Hydrogen Peroxide. Langmuir, 2016).

Недостатком данного способа является то, что данные наночастицы золота вырабатываются по дорогостоящему технологическому регламенту, требующему дорогостоящую аппаратуру (фемтосекундный лазер) и отличающемуся сложностью осуществления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения золотосодержащих наночастиц из растворов HAuCl4 с редукцией экстрактом Aloe vera (источник: Chandran S.P., Chaudhary M. et al. Synthesis of gold nanotriangles and silver nanoparticles using Aloe vera plant extract. Biotechnol Prog. 2006; 22(2): 577-83).

Недостатком применения наночастиц золота, полученных в водной среде указанным способом, является его сложность осуществления и дороговизна, необходимость в дорогостоящем оборудовании. В результате этих ограничений затруднительно применение полученных указанным способом наночастиц золота при обширных патологических процессах кожи, ожогах большой площади и др.

Предлагаемый способ получения наноразмерных частиц золота в жидких средах состоит из 2-х основных операций:

1. Приготовление жидкой среды путем растворения стабилизаторов в органическом или неорганическом растворителе.

2. Выделение в полученную среду золота в атомарной и/или ионной форме путем химических или электрохимических реакций с образованием наноразмерных частиц золота.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение и удешевление получения наноразмерных частиц золота в водной среде с одновременным обеспечением нечувствительности к свету, кинетической устойчивости, термодинамической устойчивости, наличия у каждой частицы заряда, препятствующего слипанию частиц малой константой нестойкости, мицеллярной формы - при уменьшении размеров, количество частиц увеличивается на порядки. При этом поверхность частиц возрастает. Чем больше число частиц и их суммарная поверхность, тем эффективнее действие, отсутствие острой токсичности, высокой бактерицидной и противоопухолевой активности прозрачности, отсутствия вкуса и запаха.

Поставленный технический результат достигается тем, что происходит получение наноразмерных частиц золота в водном растворе, включающее помещение в дистиллированную воду, находящуюся в емкости, двух электродов, при этом один из электродов выполнен из золота, между электродами пропускается стабилизированный электрический ток, в качестве второго электрода используют золотую пластину, электроды между собой разделяют микропористой мембраной, при этом процесс электролитического разложения проводят в присутствии катализатора, роль которого выполняет смесь цитратного (C6H8O7) и аммиачного раствора NH4 в различных соотношениях, при общем соотношении катализатора к общему объему дистиллированной воды 1:100.

Предлагаемый способ реализуется устройством, показанным на чертеже. Устройство, реализующее предлагаемый способ получения наноразмерных частиц золота в водном растворе, состоит рабочей емкости 1, разделенной на 2 камеры: камеру 2 и камеру 3, разделенных между собой микропористой мембраной 4, соотношение камеры 2 к камере 3 составляет 10:1 по объему. Устройство снабжено общей крышкой 5, на которой расположены (жестко фиксированы либо раздвигаются по специальному пазу с метками-фиксаторами - фиксаторы и метки на чертеже не показаны) два электрода 6 и 7, выполненные из золота. Масса электродов по отношению к объему рабочей емкости 1 составляет 1:50 (на 1000 мл общего объема, общий вес электродов 20 г), соотношение электродов между собой 1:4, электрод с большим весом 7 монтируется на крышке над камерой 2, электрод с меньшим весом 6 над камерой 3. К электроду 7 присоединяется диод 8, например, Д 240, на оба электрода подается напряжение 220 В. Для выпрямления переменного тока вместо диода 8, может быть использован диодный мостик - диодный мостик на чертеже не показан. Позицией 9 обозначен рабочий раствор.

В обе камеры 2 и 3 наливается дистиллированная вода (Д/вода), в камеру 2 добавляется катализатор аммиачно-цитратный раствор С6Н8О7 и NH3, молярное соотношение катализатора к общему объему Д/воды составляет 1:100. Расстояние между пластинами устанавливается посредством их раздвижения по пазу скольжения и фиксации на метках-фиксаторах (паз и метки-фиксаторы на чертеже не показаны) в процессе работы по показаниям силы тока: при температуре рабочего раствора в камере 2 30°С сила тока должна составлять 2А, при повышении силы тока расстояние между электродами увеличивается пользователем.

Простота получения наноразмерных частиц золота в водной среде с одновременным обеспечением нечувствительности к свету, кинетической устойчивости, термодинамической устойчивости, наличия у каждой частицы заряда, препятствующего слипанию частиц малой константой нестойкости, мицеллярной формы - при уменьшении размеров, количество частиц увеличивается на порядки. При этом поверхность частиц возрастает, чем больше число частиц и их суммарная поверхность, тем эффективнее действие. Дешевизна, безопасность, органолептические преимущества получаемой жидкой дисперсной системы (прозрачность, отсутствие вкуса и запаха), являются достоинством и преимуществом предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом.

Способ получения наноразмерных частиц золота в водной среде, включающий помещение в дистиллированную воду, находящуюся в емкости, двух электродов, один из которых выполнен из золота, пропускание между электродами стабилизированного постоянного электрического тока, отличающийся тем, что в качестве второго электрода используют золотую пластину, электроды между собой разделяют микропористой мембраной, при этом процесс электролитического разложения проводят в присутствии катализатора, роль которого выполняет смесь цитратного раствора С6Н8O7 и аммиачного раствора NH3, при молярном соотношении смеси-катализатора к общему объему дистиллированной воды 1:100.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу получения высокогомогенных по размерам (10-20 нм) наноразмерных частиц серебра в водной среде, включающему помещение в дистиллированную воду, находящуюся в емкости, двух электродов, один из которых выполнен из серебра, пропускание между электродами переменного электрического тока.

Изобретение относится к газодиффузионному слою для размещения между биполярной пластиной и электродом электрохимического элемента. Слой характеризуется тем, что он включает по меньшей мере два наслоенных друг на друга слоя, причем по меньшей мере один из слоев выполнен как пружинящий компонент с прогрессивной характеристикой пружины.

Изобретение относится к области получения наноматериалов, а именно нанопорошков кремния, и может быть использовано в стоматологии и биомедицине для получения фотолюминесцентных меток.

Изобретение относится к производству магнетитового литья и магнетитовых анодов, применяемых для электролиза водных сред (рН 2÷14) и катодной защиты от коррозии. Производят нагрев и плавление шихты из мелкой обогащенной магнетитовой руды, разлив в форму и кристаллизацию расплава в среде углекислого газа при атмосферном давлении.

Изобретение относится к способу получения раствора тетраметиламмония гидроксида, заключающемуся в том, что в пятикамерном электродиализаторе с ионообменными мембранами подвергают электродиализу хлорид тетраметиламмония.

Изобретение относится к электролизеру воды, содержащему источник тока, блок управления, герметичный корпус, на внешней поверхности которого установлен датчик температуры, подключенный к блоку управления, устройство для поддержания температуры герметичного корпуса в заданных пределах, расположенные в герметичном корпусе пористую гидрофильную мембрану, два прилегающих к ней пористых гидрофобных электрода - анода и катода, подключенных к источнику тока, две герметичные перегородки, одна из которых соединена с торцевой частью анода и герметичным корпусом с образованием кислородной полости между внешней поверхностью анода, перегородкой и внутренней поверхностью герметичного корпуса, а другая - с торцевой частью катода и герметичным корпусом с образованием водородной полости между внешней поверхностью катода, перегородкой и внутренней поверхностью герметичного корпуса, при этом между перегородками образована полость электролита, соединенная с магистралью подачи воды с клапаном заправки воды, магистрали выдачи водорода и кислорода с клапанами для их выпуска из соответствующих полостей, регулятор перепада давления газов, соединенный с магистралями выдачи указанных газов, и датчик давления, подключенный к блоку управления.

Изобретение относится к способу получения водорода с помощью термической диссоциации воды или низкотемпературных диссоциирующих веществ, содержащих в составе водород.

Изобретение относится к синтезу никотинатов металлов, которые могут применяться в качестве биологически активных добавок в сельском хозяйстве. Проводят электролиз насыщенного раствора никотиновой кислоты с медными электродами при постоянном токе, отделяют полученный осадок, промывают и сушат его.

Изобретение относится к улучшенному способу получения N1-[2-амино-4-(трифторметил)фенил]-N1-фенил-4-(трифторметил)бензол-1,2-диамина и его производных общей формулы (I). Получаемые соединения могут использоваться для синтеза ароматических полиимидов, находящих применение в различных передовых технологиях для полупроводников, упаковок электронных схем, топливных элементов, жидкокристаллических дисплеев (LCD), для разделения газов с использованием полимерных мембран.

Изобретение предназначено для энергетики и может быть использовано при получении дешевых и экономичных источников энергии. Устройство разложения воды на кислород и водород содержит емкость, выполненную из изоляционного материала и имеющую входное и выходное водяные отверстия.

Изобретение относится к способу получения высокогомогенных по размерам (10-20 нм) наноразмерных частиц серебра в водной среде, включающему помещение в дистиллированную воду, находящуюся в емкости, двух электродов, один из которых выполнен из серебра, пропускание между электродами переменного электрического тока.
Изобретение относится к антистатическим напольным покрытиям и может использоваться в производстве покрытий данного типа. Напольное покрытие содержит отверждаемую смолу и наполнитель, при этом отверждаемой смолой является эпоксидная смола, а наполнителем являются одностенные углеродные нанотрубки в количестве 0,001-0,5 мас.%, предпочтительно 0,01-0,05 мас.%.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в устройствах измерения и контроля параметров материалов и изделий электронной техники. Измерительный зонд представляет собой консоль с проводящим покрытием и иглой из эвтектической композиции индий-галлий, удерживаемой на свободном конце консоли с помощью по меньшей мере одной металлической нити.

Изобретение относится к улучшенному способу получения вторичных аминов. Получаемые амины находят применение в фармацевтической, сельскохозяйственной промышленности и при производстве пластических масс.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения наноструктурированных порошков ферритов включает получение смеси соли азотной кислоты и по крайней мере одного оксидного соединения металла, ультразвуковую обработку, термообработку и фильтрацию.

Изобретение относится к биотехнологии. Описаны трансляторы на основе нуклеиновых кислот, способные осуществлять логические операции с улучшенной эффективностью, максимизированным выходом и сниженным побочным действием, в частности в биологической системе.

Представленные изобретения касаются способа детектирования наличия аналита в жидком образце, способа детектирования наличия патогена в образце цельной крови, способа детектирования наличия вируса в образце цельной крови, способа детектирования присутствия нуклеиновой кислоты-мишени в образце цельной крови, способа детектирования наличия организмов, относящихся к видам Candida в жидком образце, системы для детектирования одного или более аналитов нуклеиновой кислоты в жидком образце и сменного картриджа для размещения реагентов для анализа и расходных материалов в указанной системе.
Группа изобретений относится к композитам с алюминиевой матрицей и упрочняющими наночастицами карбида титана. Композит содержит упрочняющие наночастицы карбида титана округлой формы размером 5-500 нм в количестве 1-50 об.

Использование: для создания оптических модуляторов и переключателей лазерного излучения в заданном спектральном диапазоне с использованием наноразмерной оптики.

Изобретение относится к способу получения наноструктурированного керамического материала на основе нитрида кремния Si3N4, модифицированного углеродом. Материал может быть использован для изготовления пластин для бронежилетов, а также различных компонент изделий, требующих повышенную твердость и трещиностойкость.
Изобретение относится к композиционным материалам на основе термопластичных полимеров, наполненных нанотрубками, и технологиям их получения, и может использоваться для производства конструкционных материалов с повышенными физико-механическими характеристиками. Композиционный материал содержит термопластичный полимер и одностенные углеродные нанотрубки при содержании последних не менее 5 мас.%, причем они распределены в термопластичном полимере таким образом, что значение его удельного объемного электрического сопротивления составляет не менее 104 Ом⋅см, а разница упомянутого сопротивления на масштабе 1 мм составляет не более 10%. Также изобретение относится к способу получения композиционного материала, по которому термопластичный полимер смешивают с углеродными нанотрубками таким образом, чтобы их содержание в полученной смеси составляло не менее 5 мас.%, и экструдируют эту смесь при температуре переработки термопластичного полимера. Изобретение решает задачу повышения прочностных характеристик композиционного материала на основе термопластичных полимеров и упрощения технологии его изготовления. 2 н. и 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способу получения наноразмерных частиц золота в водной среде, включающему помещение в дистиллированную воду, находящуюся в емкости, двух электродов, один из которых выполнен из золота, пропускание между электродами стабилизированного постоянного электрического тока, отличающемуся тем, что в качестве второго электрода используют золотую пластину, электроды между собой разделяют микропористой мембраной, при этом процесс электролитического разложения проводят в присутствии катализатора, роль которого выполняет смесь цитратного раствора С6Н8O7 и аммиачного раствора NH3, при молярном соотношении смеси-катализатора к общему объему дистиллированной воды 1:100. Техническим результатом предлагаемого изобретения являются дешевизна, безопасность, простота получения наноразмерных частиц золота в водной среде с одновременным обеспечением нечувствительности к свету, кинетической устойчивости, термодинамической устойчивости, наличия у каждой частицы заряда, препятствующего слипанию частиц малой константой нестойкости, мицеллярной формы - при уменьшении размеров, количество частиц увеличивается на порядки, при этом поверхность частиц возрастает, чем больше число частиц и их суммарная поверхность, тем эффективнее действие. 1 ил.

Наверх