RU2526390C1 - Способ получения наночастиц серебра - Google Patents
Способ получения наночастиц серебра Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526390C1 RU2526390C1 RU2013110629/05A RU2013110629A RU2526390C1 RU 2526390 C1 RU2526390 C1 RU 2526390C1 RU 2013110629/05 A RU2013110629/05 A RU 2013110629/05A RU 2013110629 A RU2013110629 A RU 2013110629A RU 2526390 C1 RU2526390 C1 RU 2526390C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- silver
- concentration
- cysteine
- nanoparticles
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в области химии, медицины и нанотехнологии. Способ получения наночастиц серебра включает приготовление водных растворов нитрата серебра концентрации 0,001÷0,02 М/л и L-цистеина концентрации 0,00125÷0,04 М/л. Полученные растворы смешивают при мольном соотношении нитрата серебра и L-цистеина в диапазоне 1,25÷2,00 и выдерживают при температуре 15÷55°C в течение 0,34÷48 часов в защищенном от света месте с получением раствора супрамолекулярного полимера. Полученный раствор супрамолекулярного полимера разбавляют водой в объемном соотношении 1:1. Готовят водный раствора борогидрида натрия концентрации 0,003÷0,010 М/л и добавляют в раствор супрамолекулярного полимера при постоянном перемешивании. Изобретение позволяет получить наночастицы серебра со средним гидродинамическим радиусом 20 нм. 4 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области получения наноразмерных структур из серебра, полученных в результате химического восстановления борогидридом натрия ионов серебра, включенных в супрамолекулярный полимер. Способ позволяет получать стабильные наночастицы серебра со специфическими свойствами, используя только биосовместимые реагенты. Наночастицы серебра могут быть применены в разработке антибактериальных материалов и нанотехнологиях.
Способ получения наночастиц серебра (НЧС) на основе супрамолекулярного полимера открывает широкие возможности управления их свойствами. Супрамолекулярные полимеры - это полимероподобные макромолекулярные структуры, полученные в результате ассоциации ионов, удерживаемых вместе межмолекулярными силами.
Технический результат настоящего изобретения заключается в получении наночастиц серебра со средним гидродинамическим радиусом 20 нм.
Технический результат достигается в два этапа.
Первый этап - смешение водного раствора нитрата серебра с концентрацией его в исходной смеси от 0,001М до 0,02М с водным раствором L-цистеина, таким образом, чтобы мольное соотношение серебра и L-цистеина находилось в диапазоне 1,25÷2,00. При этом образуется мутный раствор, который оставляют созревать в защищенном от света месте при температуре от 15 до 55°C до визуальной прозрачности. Созревание происходит в течение от 20 минут до двух суток (от 0,35 часа до 48,00 часов), в зависимости от концентрации исходных компонентов, их мольного соотношения и температуры. В результате получают прозрачный вязкий раствор супрамолекулярного геля светло-желтого цвета. Методика его синтеза соответствует патенту РФ №2423384 от 10.07.2011.
В ультрафиолетовом спектре полученного раствора наблюдается появление двух слабых полос поглощения: в области 305 нм и 389 нм (Фиг.1).
Относительная вязкость полученного раствора находится в пределах от 1,1 до 2,5, в зависимости от концентрации исходных компонентов, их мольного соотношения и времени созревания раствора. Установлено, что для достижения результата необходим только L-цистеин высокой степени чистоты (не менее 99%).
Второй этап предполагает смешение водного раствора супрамолекулярного полимера на основе нитрата серебра и L-цистеина с водным раствором борогидрида натрия при постоянном перемешивании. Мольное соотношение серебра и борогидрида натрия должно составлять 0,4. При этом образуется красно-коричневый раствор с низкой вязкостью.
В ультрафиолетовом спектре полученного раствора имеются полосы поглощения в диапазоне от 390 до 500 нм, соответствующие явлению плазмонного резонанса на металлических наночастицах серебра или их агрегатах (Фиг.2).
Исследованием уровня техники установлено, что способов получения наночастиц серебра химическим восстановлением борогидридом натрия из водного раствора супрамолекулярного полимера на основе нитрата серебра и L-цистеина не обнаруживается.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Водный раствор супрамолекулярного полимера (L-цистеин серебряный раствор) на основе L-цистеина и нитрата серебра представляет собой раствор полимероподобного супрамолекулярного соединения, построенного из молекул меркаптида серебра и ионов серебра, с формированием линейных цепочек со связями серебро-сера: -Ag-S-Ag-S-Ag-S-.
Авторами впервые было установлено, что указанный раствор может использоваться как исходный реагент для синтеза седиментационно и частично агрегативно устойчивых наночастиц серебра со специфическими свойствами. Ионы серебра, включенные в супрамолекулярный полимер, восстанавливаются борогидридом натрия до металлического серебра. Размер синтезируемых наночастиц серебра детерминируется размером супрамолекул, их концентрацией, температурой проведения процесса и другими факторами. Молекулы цистеина, входившие в состав супрамолекулярного полимера, связываются с поверхностью получаемых наночастиц по тиольной группе. Тем самым наночастицам придается седиментационная и частично-агрегативная устойчивость. Срок хранения растворов наночастиц, полученных данным способом, без значительного изменения их свойств, - около 6 месяцев.
Образование фракций наночастиц размером от 10 до 50 нм в растворе установлено методом динамического светорассеяния. Измерение интенсивности ДСР выполнено на анализаторе Zetasizer ZS (Malvern Instruments Ltd., Великобритания) с He-Ne - лазером (λ=633 нм) мощностью 4 мВт. Все измерения осуществлялись при 25°C. На Фиг.3 представлены данные динамического светорассеяния, которые свидетельствуют о наличии в данном растворе наночастиц со средним гидродинамическим радиусом порядка 20 нм. Фракция наночастиц с большим размером представлена обратимыми агрегатами из первой фракции.
Методом просвечивающей электронной микроскопии установлено присутствие в растворе наночастиц размером от 10 до 50 нм, рефлексы которых на электронограмме образца соответствуют присутствию металлического серебра.
На Фиг.4 представлены электронно-микроскопический снимок и электронограмма высушенного на подложке из формвара образца раствора наночастиц серебра, полученные на просвечивающем электронном микроскопе «LEO 912 АВ OMEGA» (Carl Zeiss, Германия).
В предложенном способе получения наночастиц используется биологически активное супрамолекулярное соединение на основе биосовместимой аминокислоты L-цистеина и нитрата серебра. Наночастицы серебра являются стабильным биологически активным продуктом, совместимым с полимерами медицинского назначения.
Антибактериальное действие катионов серебра объясняется тремя механизмами: вмешательством в перенос электронов, связыванием ДНК и взаимодействием с мембраной клетки. Наночастицы металлического серебра обладают антибактериальным действием благодаря их медленному окислению и высвобождению в окружающую среду катионов серебра. Этот фактор играет решающую роль в ряде случаев медицинского применения. Ионное серебро в высоких концентрациях обладает токсическим воздействием не только на прокариотические клетки бактерий, но и на эукариотические клетки организма пациента. Это вызывает определенные трудности с разовой дозировкой препарата. При использовании наночастиц серебра достижение минимально ингибирующих концентраций происходит постепенно (по мере окисления развитой поверхности наночастиц), и токсического действия на организм не наблюдается. Кроме того, существуют данные о большей чувствительности патогенных и условно патогенных грибков (например, Candida) именно к наночастицам серебра, которые разрушают клеточные мембраны и угнетают рост грибковых клеток. Таким образом, наночастицы серебра могут использоваться в тех случаях, когда нельзя по каким-то причинам повышать содержание ионов серебра. В предлагаемом нами способе получения наночастиц серебра существует возможность получения наночастиц с заранее заданным размером.
Изобретение поясняется графическими материалами (Фиг.1÷4).
Фиг.1. УФ спектры L-цистеин-серебряного раствора при разном его разбавлении: 1 - без разбавления, 2 - разбавление в 2 раза, 3 - разбавление в 8 раз (концентрации компонентов в неразбавленном растворе: CAgNO3=0,0038М, Ccys=0,0030М; толщина слоя 1 см).
Фиг.2. УФ спектры растворов наночастиц серебра, полученных при разном разбавлении исходного ЦСР: 1 - без разбавления, 2 - разбавление в 2 раза, 3 - разбавление в 8 раз (концентрации компонентов в неразбавленном растворе: CAgNO3 =0,0038М, Ccys=0,0030М; толщина слоя 1 мм).
Фиг.3. Распределение НЧС по размерам в образце, полученном при разбавлении исходного раствора супрамолекулярного полимера в 8 раз (концентрации компонентов в неразбавленном растворе: CAgNO3=0,0038М, Ccys=0,0030М).
Фиг.4. ПЭМ-изображение (а) и электронограмма (б) образца наночастиц полученного при разбавлении исходного раствора супрамолекулярного полимера в 2 раза (концентрации компонентов в неразбавленном растворе: CAgNO3=0,0038M, Ccys=0, 0030М).
Пример получения наночастиц серебра:
1. Растворяют 127,5 мг нитрата серебра в 25 мл дистиллированной воды.
2. Растворяют 90,8 мг L-цистеина в 25 мл дистиллированной воды.
3. К 25 мл раствора нитрата серебра приливают 155 мл дистиллированной воды и 20 мл раствора L-цистеина, смесь энергично перемешивают. Смесь оставляют созревать в защищенном от света месте на 10 часов при комнатной температуре.
4. К 50 мл полученного раствора приливают 50 мл дистиллированной воды и смесь энергично перемешивают. Получают разбавленный раствор супрамолекулярного полимера.
5. Растворяют 37,0 мг борогидрида натрия в 10 мл дистиллированной воды
6. К 100 мл разбавленного раствора супрамолекулярного полимера при перемешивании приливают по каплям (со скоростью 1 капля в секунду) 10 мл раствора борогидрида натрия. Перемешивание продолжают до прекращения заметного выделения пузырьков газа.
Таким образом заявляется способ получения наночастиц серебра, включающий приготовление водных растворов нитрата серебра концентрации 0,001÷0,02 М/л и L-цистеина концентрации 0,00125-10,04 М/л, смешивание полученных растворов при мольном соотношении нитрата серебра и L-цистеина в диапазоне 1,25÷2,00, выстаивание смеси при температуре 15÷55°C в течение 0,34÷48,00 часов в защищенном от света месте с получением раствора супрамолекулярного полимера, разбавление смеси водой в объемном соотношении 1:1, приготовление водного раствора борогидрида натрия концентрации 0,003÷0,010 М/л и добавление водного раствора борогидрида натрия в раствор сумолекулярного полимера при постоянном перемешивании.
Использование предлагаемого способа получения наночастиц серебра в областях, отличных от медицины, дает возможность стабилизировать коллоидные растворы металлического серебра с определенным, заранее заданным размером дисперсной фазы. Хотя непосредственный способ применения наночастиц серебра в таких областях не является объектом данного патентования, стоит отметить, что это могут быть такие приложения, как электронные и оптоэлектронные приборы и устройства, композитные материалы различного назначения, электропроводящие клеи, пленки.
Использование наночастиц серебра в качестве гетерогенных катализаторов применяется во многих процессах органического синтеза (например, в производстве формальдегида). При этом размер частиц определяет эффективность катализа: чем больше поверхность катализатора, тем активнее протекает каталитический процесс. Использование заявляемого способа получения наночастиц серебра позволит получать катализаторы двумя способами: получение наночастиц in situ (непосредственно в матрице носителя) и пропитка носителя коллоидным раствором наночастиц.
Claims (1)
- Способ получения наночастиц серебра, содержащий приготовление водных растворов нитрата серебра концентрации 0,001÷0,02 М/л и L-цистеина концентрации 0,00125÷0,04 М/л, смешивание полученных растворов при мольном соотношении нитрата серебра и L-цистеина в диапазоне 1,25÷2,00, выстаивание смеси при температуре 15÷55°C в течение 0,34÷48,00 часов в защищенном от света месте с получением раствора супрамолекулярного полимера, разбавление смеси водой в объемном соотношении 1:1, приготовление водного раствора борогидрида натрия концентрации 0,003÷0,010 М/л и добавление водного раствора борогидрида натрия в раствор сумолекулярного полимера при постоянном перемешивании.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013110629/05A RU2526390C1 (ru) | 2013-03-12 | 2013-03-12 | Способ получения наночастиц серебра |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013110629/05A RU2526390C1 (ru) | 2013-03-12 | 2013-03-12 | Способ получения наночастиц серебра |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2526390C1 true RU2526390C1 (ru) | 2014-08-20 |
Family
ID=51384830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013110629/05A RU2526390C1 (ru) | 2013-03-12 | 2013-03-12 | Способ получения наночастиц серебра |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2526390C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2618303C1 (ru) * | 2016-03-11 | 2017-05-03 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Химических Реактивов И Особо Чистых Химических Веществ" | Коллоидный раствор наносеребра в метилцеллозольве и способ его получения |
| RU2623251C2 (ru) * | 2015-10-28 | 2017-06-23 | Олег Ювенальевич Кузнецов | Способ получения коллоидного водного раствора серебра |
| RU2756226C1 (ru) * | 2020-12-02 | 2021-09-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» | Способ получения раствора коллоидного серебра |
| RU2761210C1 (ru) * | 2021-02-26 | 2021-12-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тверской государственный университет» | Способ получения супрамолекулярного геля, содержащего наночастицы серебра |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2367512C1 (ru) * | 2007-12-18 | 2009-09-20 | Открытое Акционерное Общество ЦНИТИ "Техномаш" | Способ получения наночастиц с модифицированной лигандной оболочкой |
| RU2385293C2 (ru) * | 2008-03-31 | 2010-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" | Способ получения наночастиц серебра |
| EP2274123A2 (de) * | 2008-03-19 | 2011-01-19 | Basf Se | Mit derivatisierten polyethyleniminen oder polyvinylaminen stabilisierte metall-nanopartikel |
| UA95724C2 (ru) * | 2010-05-05 | 2011-08-25 | Национальный Университет "Львовская Политехника" | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ наночастиц серебра |
-
2013
- 2013-03-12 RU RU2013110629/05A patent/RU2526390C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2367512C1 (ru) * | 2007-12-18 | 2009-09-20 | Открытое Акционерное Общество ЦНИТИ "Техномаш" | Способ получения наночастиц с модифицированной лигандной оболочкой |
| EP2274123A2 (de) * | 2008-03-19 | 2011-01-19 | Basf Se | Mit derivatisierten polyethyleniminen oder polyvinylaminen stabilisierte metall-nanopartikel |
| RU2385293C2 (ru) * | 2008-03-31 | 2010-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет" | Способ получения наночастиц серебра |
| UA95724C2 (ru) * | 2010-05-05 | 2011-08-25 | Национальный Университет "Львовская Политехника" | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ наночастиц серебра |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2623251C2 (ru) * | 2015-10-28 | 2017-06-23 | Олег Ювенальевич Кузнецов | Способ получения коллоидного водного раствора серебра |
| RU2618303C1 (ru) * | 2016-03-11 | 2017-05-03 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Химических Реактивов И Особо Чистых Химических Веществ" | Коллоидный раствор наносеребра в метилцеллозольве и способ его получения |
| RU2756226C1 (ru) * | 2020-12-02 | 2021-09-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова» | Способ получения раствора коллоидного серебра |
| RU2761210C1 (ru) * | 2021-02-26 | 2021-12-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тверской государственный университет» | Способ получения супрамолекулярного геля, содержащего наночастицы серебра |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lv et al. | Preparation of highly crystalline nitrogen-doped carbon dots and their application in sequential fluorescent detection of Fe3+ and ascorbic acid | |
| Kästner et al. | Catalytic reduction of 4-nitrophenol using silver nanoparticles with adjustable activity | |
| Sun et al. | Stimulus-responsive light-harvesting complexes based on the pillararene-induced co-assembly of β-carotene and chlorophyll | |
| Zhang et al. | Tuning the emission properties of Ru (phen) 32+ doped silica nanoparticles by changing the addition time of the dye during the stöber process | |
| Malik et al. | Multifunctional CdSNPs@ ZIF-8: potential antibacterial agent against GFP-expressing Escherichia coli and Staphylococcus aureus and efficient photocatalyst for degradation of methylene blue | |
| Sethi et al. | Understanding the mechanism of amino acid-based Au nanoparticle chain formation | |
| RU2526390C1 (ru) | Способ получения наночастиц серебра | |
| Liu et al. | Platinum–copper bimetallic colloid nanoparticle cluster nanozymes with multiple enzyme-like activities for scavenging reactive oxygen species | |
| Walekar et al. | Turn-on fluorometric and colorimetric probe for hydrogen peroxide based on the in-situ formation of silver ions from a composite made from N-doped carbon quantum dots and silver nanoparticles | |
| Das et al. | A compact study on impact of multiplicative Streblus asper inspired biogenic silver nanoparticles as effective photocatalyst, good antibacterial agent and interplay upon interaction with human serum albumin | |
| Cui et al. | N-doped carbon dots as fluorescent “turn-off” nanosensors for ascorbic acid and Fe3+ detection | |
| Setua et al. | Dynamics of solvation and rotational relaxation of coumarin 480 in pure aqueous-AOT reverse micelle and reverse micelle containing different-sized silver nanoparticles inside its core: a comparative study | |
| Muráth et al. | Antioxidant materials based on 2D nanostructures: A review on recent progresses | |
| Chen et al. | Improved peroxidase-mimic property: Sustainable, high-efficiency interfacial catalysis with H 2 O 2 on the surface of vesicles of hexavanadate-organic hybrid surfactants | |
| Pang et al. | One-step synthesis of quadrilateral-shaped silver nanoplates with lamellar structures tuned by amylopectin derivatives | |
| Sohrabnezhad et al. | Catalytic reduction of methylene blue by sulfide ions in the presence of nanoAlMCM-41 material | |
| Zhang et al. | Self-assembly of polyoxometalate macroanion-capped Pd0 nanoparticles in aqueous solution | |
| Tan et al. | Unique dual functions for carbon dots in emulsion preparations: costabilization and fluorescence probing | |
| Pozdnyakov et al. | Green synthesis of stable nanocomposites containing copper nanoparticles incorporated in poly-N-vinylimidazole | |
| Zou et al. | Ingenious multifunctional MnO2 quantum dot nanozymes with superior catechol oxidase-like activity for highly selective sensing of redox-active dopamine based on an interfacial passivation strategy | |
| da Silva et al. | Unusual incorporation of neutral and low water-soluble guest molecules into layered double hydroxides: the case of cucurbit [6 and 7] uril inclusion hosts | |
| Mohandoss et al. | In situ synthesis and characterization of colloidal AuNPs capped nano-chitosan containing poly (2, 5-dimethoxyaniline) nanocomposites for biomedical applications | |
| Sharma et al. | Multifunctional lanthanide-doped binary fluorides and graphene oxide nanocomposites via a task-specific ionic liquid | |
| Paúrová et al. | Polypyrrole nanoparticles: Control of the size and morphology | |
| Olad et al. | A facile and green synthesis route for the production of silver nanoparticles in large scale |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180313 |