RU2618270C1

RU2618270C1 - Method of producing solvent solutions of nanoparticles of silver with natural restorator

Info

Publication number: RU2618270C1
Application number: RU2016121676A
Authority: RU
Inventors: Елена Михайловна Егорова; Любовь Сергеевна Сосенкова
Original assignee: Елена Михайловна Егорова
Priority date: 2016-06-01
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2017-05-03

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: to prepare silver nanoparticles, an aqueous stabiliser solution is first prepared. As a stabiliser, β-cyclodextrin or sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate. Concentration β-cyclodextrin is in the range from0.6⋅10^-3 up to 1.2⋅10^-3M.The sodium concentration of bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate is in the range of1.0⋅10^-3 up to 3.0⋅10^-3 M. Then, an aqueous alkaline solution of flavonoid quercetin is added to the stabiliser solution. To the resulting solution, with constant stirring, a solution of silver diamine nitrate is added to a predetermined molar concentration of 0.4⋅10^-3 up to 4⋅10^-3 M. The introduction of a solution of quercetin into the solution is carried out to a molar concentration of quercetin equal to 0.1 from the above molar concentration of silver diamine nitrate.

EFFECT: invention makes it possible to obtain nanoparticles with an average size of 14-16 nm, reduce the toxicity of solutions of silver nanoparticles for living organisms and increase the concentration of nanoparticles in solution.

5 cl, 9 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к способам получения водных растворов наночастиц металлов, предназначенных для применения в медицине, косметологии и пищевой промышленности.The invention relates to methods for producing aqueous solutions of metal nanoparticles intended for use in medicine, cosmetology and the food industry.

Известно, что в развитии науки и технологий за последние два десятилетия наблюдается значительный рост исследований свойств наноразмерных частиц и различных наноматериалов, что связано с широким спектром возможностей их практического применения. Прикладные разработки в этом направлении за рубежом успешно внедряются в производство предприятиями наноиндустрии; есть основания полагать [1-3], что дальнейший прогресс в этом направлении позволит успешно решать многие проблемы (энергообеспечения, экологии, повышения уровня жизни, борьбы с эпидемиями и снижения смертности от различных заболеваний и др.), встающие на современном этапе развития человеческой цивилизации. В то же время становится все более очевидным, что широкое внедрение нанотехнологий, означающее по существу переход на более высокий уровень научно-технического прогресса, влечет за собой и новые опасности, вследствие малой изученности свойств нанообъектов и содержащих их систем, а также возможности проявлений их еще неизвестных свойств и особенностей поведения в реальных условиях применения.It is known that in the development of science and technology over the past two decades there has been a significant increase in research on the properties of nanoscale particles and various nanomaterials, which is associated with a wide range of possibilities for their practical application. Applied developments in this direction abroad are successfully being introduced into production by nanoindustry enterprises; there is reason to believe [1-3] that further progress in this direction will successfully solve many problems (energy supply, ecology, improving living standards, combating epidemics and reducing mortality from various diseases, etc.) that are emerging at the present stage of development of human civilization . At the same time, it is becoming increasingly apparent that the widespread introduction of nanotechnology, which essentially means a transition to a higher level of scientific and technological progress, entails new dangers, due to the poor knowledge of the properties of nano-objects and the systems containing them, as well as the possibility of their manifestation unknown properties and behavior in real conditions of use.

Наиболее явной из таких опасностей является угроза возникновения различных заболеваний (нанопатологий), связанных с проникновением наночастиц в живой организм, прежде всего в организм человека, или действием на него наноструктурных материалов в виде средств для медицины и косметологии, изделий, применяемых в бытовой технике и другой продукции нанотехнологических производств [4-6]. Таким образом, возникает проблема определения условий использования продукции наноиндустрии, безопасных для человека и окружающей среды. В последнее время этой проблеме уделяется большое внимание как в научной литературе, так и в документах государственных органов, ответственных за здравоохранение в разных странах мира, в том числе и в нашей стране [4, 7, 8]. В связи с этим подчеркивается необходимость систематических исследований биологического действия наночастиц и наноматериалов, прежде всего определение степени их токсичности для человека при различных вариантах их практического применения.The most obvious of these dangers is the threat of various diseases (nanopathologies) associated with the penetration of nanoparticles into a living organism, primarily into the human body, or the action of nanostructured materials in it in the form of means for medicine and cosmetology, products used in household appliances and other nanotechnological production products [4-6]. Thus, the problem arises of determining the conditions for the use of nanotechnology products that are safe for humans and the environment. Recently, much attention has been paid to this problem both in the scientific literature and in the documents of state bodies responsible for healthcare in different countries of the world, including in our country [4, 7, 8]. In this regard, the need for systematic studies of the biological effects of nanoparticles and nanomaterials, primarily determining the degree of their toxicity to humans with various options for their practical application, is emphasized.

Наибольшее внимание здесь уделяется наночастицам металлов, которые являются одним из наиболее популярных объектов прикладных разработок для применения в химии, технике и медицине, и уже широко используются в производстве как продукции для медицины, так и товаров широкого потребления. Исследования биологической активности наночастиц металлов проводятся путем определения влияния на жизнеспособность и функциональную активность живых организмов (главным образом животных клеток и целостных организмов) либо самих наночастиц, либо содержащих наночастицы материалов. Поскольку жизнедеятельность биологических объектов протекает в водной среде, наночастицы можно использовать только в виде водного раствора, а модифицированные ими материалы должны сохранять свои специфические свойства при контакте с водной средой. По этой причине, среди множества методов получения наночастиц металлов, предложенных за последние 10-15 лет, для исследований их биологических эффектов могут использоваться только наночастицы, получаемые в виде водного раствора. При этом способ получения должен быть приемлем для практического применения, поскольку в противном случае исследования биологического действия наночастиц теряют смысл.The greatest attention is paid to metal nanoparticles, which are one of the most popular objects of applied developments for use in chemistry, technology and medicine, and are already widely used in the manufacture of both medical products and consumer goods. Studies of the biological activity of metal nanoparticles are carried out by determining the effect on the viability and functional activity of living organisms (mainly animal cells and whole organisms) either of the nanoparticles themselves or of materials containing nanoparticles. Since the vital activity of biological objects takes place in an aqueous medium, nanoparticles can only be used in the form of an aqueous solution, and the materials modified by them should retain their specific properties upon contact with an aqueous medium. For this reason, among the many methods for producing metal nanoparticles proposed over the past 10-15 years, only nanoparticles obtained in the form of an aqueous solution can be used to study their biological effects. Moreover, the production method should be acceptable for practical use, since otherwise studies of the biological action of nanoparticles lose their meaning.

Для получения наночастиц металлов в водных растворах наиболее часто используются методы, основанные на восстановлении ионов металла в растворе в условиях, благоприятствующих формированию наночастиц. Методы различаются, главным образом, по типу восстановителя и стабилизатора (вещества, способствующего сохранению наночастиц в растворе в наноразмерном состоянии). При этом синтез наночастиц может проводиться путем (1) химического восстановления - с применением химических восстановителей и стабилизаторов (чисто химический синтез) или с применением источников тока или излучения, обеспечивающих восстановление гидратированным электроном и другими восстановительными частицами (фотохимический, радиационно-химический и электрохимический синтез), и (2) биологического восстановления - с использованием водных сред, содержащих биологические восстановители и стабилизаторы (биологический или «зеленый» синтез). В последнем случае используют водные экстракты различных биологических объектов (зеленых растений, грибов, бактерий и др.). Обзор названных методов синтеза металлических наночастиц можно найти в недавно опубликованной монографии [9]. В последнее десятилетие стали применяться также плазменные технологии, позволяющие получать мелкодисперсные порошки металлических наночастиц в инертной матрице. При этом водные растворы наночастиц получают путем диспергирования этих порошков в водной среде (например, [10, 11]).To obtain metal nanoparticles in aqueous solutions, methods based on the reduction of metal ions in solution under conditions favorable to the formation of nanoparticles are most often used. The methods differ mainly in the type of reducing agent and stabilizer (a substance that promotes the preservation of nanoparticles in a solution in a nanoscale state). In this case, the synthesis of nanoparticles can be carried out by (1) chemical reduction - using chemical reducing agents and stabilizers (purely chemical synthesis) or using current sources or radiation, providing reduction with a hydrated electron and other reducing particles (photochemical, radiation-chemical and electrochemical synthesis) , and (2) biological recovery - using aqueous media containing biological reducing agents and stabilizers (biological or "green" blue mes). In the latter case, water extracts of various biological objects (green plants, fungi, bacteria, etc.) are used. A review of these methods for the synthesis of metal nanoparticles can be found in a recently published monograph [9]. In the last decade, plasma technologies have also begun to be used, which make it possible to obtain finely dispersed powders of metal nanoparticles in an inert matrix. In this case, aqueous solutions of nanoparticles are obtained by dispersing these powders in an aqueous medium (for example, [10, 11]).

Для безопасного использования продукции для медицины особенно важно учитывать опасности применения наночастиц серебра и содержащих их материалов, поскольку именно эти наночастицы стали в последние годы наиболее популярны в медицине, санитарии и других областях, связанных с действием наночастиц на живые организмы. Это обусловлено, прежде всего, их высокой антимикробной активностью; результатам соответствующих исследований и обсуждению возможностей полезных приложений бактерицидных свойств наночастиц серебра посвящена обширная литература (например, [12-14], а также [9] (гл. 6) и цитированная здесь литература). Для создания безопасных лекарственных препаратов или материалов, содержащих наночастицы серебра, необходимо получать водные растворы таких наночастиц, обладающие высокой антимикробной активностью и одновременно достаточно низкой токсичностью для организма человека. Для решения этой задачи в последние 10-15 лет проводятся исследования действия одного и того же раствора наночастиц на культуры бактерий и нормальные культурированные клетки человека. К сожалению, насколько нам известно, такие параллельные исследования весьма немногочисленны, что не позволяет сделать однозначный вывод о возможности создания соответствующих лекарственных препаратов.For the safe use of medical products, it is especially important to take into account the dangers of using silver nanoparticles and materials containing them, since these nanoparticles have become the most popular in recent years in medicine, sanitation and other areas related to the action of nanoparticles on living organisms. This is due primarily to their high antimicrobial activity; Extensive literature is devoted to the results of relevant studies and the discussion of the possibilities of useful applications of the bactericidal properties of silver nanoparticles (for example, [12–14], as well as [9] (Ch. 6) and the literature cited here). To create safe medicines or materials containing silver nanoparticles, it is necessary to obtain aqueous solutions of such nanoparticles with high antimicrobial activity and at the same time fairly low toxicity to the human body. To solve this problem, in the last 10-15 years, studies have been conducted on the effect of the same solution of nanoparticles on bacterial cultures and normal cultured human cells. Unfortunately, as far as we know, such parallel studies are very few in number, which does not allow us to draw an unambiguous conclusion about the possibility of creating the appropriate drugs.

Поиски новых эффективных средств борьбы с онкологическими заболеваниями показали, в частности, что, помимо антимикробной активности, наночастицы серебра обладают также цитотоксичностью в отношении различных видов злокачественных клеток. Такие данные были получены для водных растворов наночастиц в исследованиях их действия на жизнеспособность и функциональную активность различных клеточных культур [15]. Это дает основания полагать, что на основе растворов этих наночастиц возможно создание лекарственных препаратов для онкологии, достаточно эффективных и в то же время не вызывающих столь серьезных побочных эффектов, которые отмечаются для применяемых в настоящее время препаратов в химиотерапии. Но и в этом случае необходимо получать растворы наночастиц, которые проявляют, в одной и той же концентрации, высокую токсичность для злокачественных клеток данного типа и низкую токсичность для нормальных клеток соответствующего органа или ткани.The search for new effective cancer control agents has shown, in particular, that, in addition to antimicrobial activity, silver nanoparticles also have cytotoxicity against various types of malignant cells. Such data were obtained for aqueous solutions of nanoparticles in studies of their effect on the viability and functional activity of various cell cultures [15]. This suggests that, on the basis of solutions of these nanoparticles, it is possible to create drugs for oncology that are quite effective and at the same time do not cause such serious side effects as are noted for the currently used drugs in chemotherapy. But even in this case, it is necessary to obtain solutions of nanoparticles that exhibit, in the same concentration, high toxicity for malignant cells of this type and low toxicity for normal cells of the corresponding organ or tissue.

К настоящему времени установлено, что действие наночастиц серебра на культурированные клетки как бактерий, так и млекопитающих, существенно зависит от способа получения наночастиц. Таким образом, для разработки как антимикробных, так и противоопухолевых препаратов на основе наночастиц серебра, актуальной задачей является создание способа получения водных растворов этих наночастиц, обеспечивающего их высокую эффективность как действующего компонента в лекарственных препаратах и одновременно низкую токсичность для организма человека. На основе анализа используемых в настоящее время методов получения наночастиц, а также имеющегося у нас опыта развития оригинального метода биохимического синтеза наночастиц металлов ([9], гл. 2-4), ранее были определены основные требования, которым должен удовлетворять способ получения водных растворов наночастиц, чтобы их можно было применять в биологии и медицине. Такими требованиями являются:To date, it has been established that the effect of silver nanoparticles on cultured cells of both bacteria and mammals substantially depends on the method of producing nanoparticles. Thus, for the development of both antimicrobial and antitumor preparations based on silver nanoparticles, an urgent task is to create a method for producing aqueous solutions of these nanoparticles, ensuring their high efficiency as an active component in drugs and at the same time low toxicity to the human body. Based on the analysis of the currently used methods for producing nanoparticles, as well as our experience in developing the original method of biochemical synthesis of metal nanoparticles ([9], Chap. 2-4), the basic requirements that must be met by the method of obtaining aqueous solutions of nanoparticles were previously determined so that they can be used in biology and medicine. These requirements are:

(1) высокая производительность и экономичность (возможность получения больших количеств раствора с высокой концентрацией наночастиц с использованием низкозатратной технологии),(1) high productivity and economy (the ability to obtain large quantities of a solution with a high concentration of nanoparticles using low-cost technology),

(2) получение наночастиц малого размера с возможно более узким распределением,(2) obtaining small nanoparticles with a possibly narrower distribution,

(3) стабильность наночастиц на воздухе в течение длительного времени и(3) the stability of nanoparticles in air for a long time and

(4) минимальная токсичность и экологическая безопасность наночастиц и модифицированных ими материалов (более подробно см. [9], гл. 1, 4).(4) minimal toxicity and environmental safety of nanoparticles and their modified materials (for more details see [9], Chapters 1, 4).

Названные выше требования используются ниже при рассмотрении ряда известных способов получения водных растворов наночастиц серебра. Вначале обсуждаются известные способы химического восстановления, затем биологического восстановления ионов серебра в водном растворе.The above requirements are used below when considering a number of known methods for producing aqueous solutions of silver nanoparticles. First, known methods of chemical reduction are discussed, then biological recovery of silver ions in an aqueous solution.

Способы, использующие химическое восстановлениеChemical recovery methods

За последние годы предложен ряд химических способов получения водных растворов наночастиц серебра, описанных в патентной литературе. Из чисто химических методов это в основном изобретения, которые могут применяться в химии и технике. Из уровня техники известен «способ получения водной суспензии коллоида благородного металла» (см. заявку на патент РФ №2010136285, МПК B01J 37/16, 10.03.2012), где ионы металлов (в том числе серебра) в водном растворе восстанавливаются солью четвертичного аммония при высоком рН. Полученные наночастицы могут использоваться в качестве катализатора после нанесения на твердую подложку. Известен также «способ получения наночастиц серебра с модифицированной лигандной оболочкой в высоковязкой матрице» (см. патент РФ №2526967, МПК В82В 3/00, B01J 13/00, В82В 1/00, 27.08.2014), где наночастицы получают в водном растворе восстановлением боргидридом и стабилизируются синтетическим (поливиниловым спиртом) или природным полимером (желатином). Такой способ может применяться в областях техники, где востребованы упорядоченные структуры наночастиц (например, в оптоэлектронных устройствах). Из способов этой группы, предложенных для применения, помимо химии и нанотехнологии, также в медицине, известен «способ получения наночастиц серебра» (см. патент РФ №2526390, МПК C01G 5/00, В82В 3/00, B82Y 40/00, 20.08.2014). Наночастицы здесь получают путем инкубации водного раствора соли серебра с аминокислотой (цистеином), в результате чего происходит полимеризация аминокислоты (предположительно через образование мостиковых связей HS-Ag-SH) и затем ионы серебра восстанавливаются боргидридом. При этом получают наночастицы, стабилизированные полимером, со средним гидродинамическим радиусом (по утверждению авторов) 20 нм. Недостатками этого способа являются: (1) использование химического восстановителя (токсичность для персонала и окружающей среды), (2) техническая сложность и дороговизна (длительное время, необходимое для полимеризации при определенных концентрациях реагентов, а также высокая стоимость аминокислоты). Кроме того, как следует из приведенной в патенте гистограммы, полученной методом динамического светорассеяния, для частиц в растворе регистрируется бимодальное распределение по размерам, причем наибольший вклад вносят частицы с диаметром более 100 нм. Из гистограммы очевидно, что средний размер наночастиц существенно превышает указанные авторами 20 нм. Поскольку для наночастиц серебра отмечалась тенденция к снижению антимикробной активности с увеличением размера частиц, (см. [9], гл. 6), для получаемых таким способом наночастиц вряд ли можно ожидать заметного бактерицидного эффекта.In recent years, a number of chemical methods have been proposed for preparing aqueous solutions of silver nanoparticles described in the patent literature. Of purely chemical methods, these are mainly inventions that can be used in chemistry and technology. The prior art "method for producing an aqueous suspension of a noble metal colloid" (see patent application of the Russian Federation No.2010136285, IPC B01J 37/16, 03/10/2012), where metal ions (including silver) in an aqueous solution are reduced by a quaternary ammonium salt at high pH. The obtained nanoparticles can be used as a catalyst after application to a solid substrate. Also known is the "method of producing silver nanoparticles with a modified ligand shell in a highly viscous matrix" (see RF patent No. 2526967, IPC B82B 3/00, B01J 13/00, B82B 1/00, 08/27/2014), where the nanoparticles are obtained in an aqueous solution reduction with borohydride and stabilized with synthetic (polyvinyl alcohol) or natural polymer (gelatin). This method can be used in technical fields where ordered structures of nanoparticles are in demand (for example, in optoelectronic devices). Of the methods of this group proposed for use, in addition to chemistry and nanotechnology, also in medicine, the “method for producing silver nanoparticles” is known (see RF patent No. 2526390, IPC C01G 5/00, B82B 3/00, B82Y 40/00, 20.08 .2014). Nanoparticles are obtained here by incubating an aqueous solution of a silver salt with an amino acid (cysteine), resulting in the polymerization of an amino acid (presumably through the formation of HS-Ag-SH bridge bonds) and then silver ions are reduced by borohydride. In this case, polymer-stabilized nanoparticles with an average hydrodynamic radius (according to the authors) of 20 nm are obtained. The disadvantages of this method are: (1) the use of a chemical reducing agent (toxicity to personnel and the environment), (2) technical complexity and high cost (the long time required for polymerization at certain concentrations of reagents, as well as the high cost of amino acids). In addition, as follows from the histogram obtained in the patent obtained by dynamic light scattering, a bimodal size distribution is recorded for particles in the solution, with particles with a diameter of more than 100 nm making the largest contribution. From the histogram, it is obvious that the average nanoparticle size significantly exceeds the 20 nm indicated by the authors. Since silver nanoparticles showed a tendency to decrease antimicrobial activity with increasing particle size (see [9], Ch. 6), a noticeable bactericidal effect can hardly be expected for nanoparticles obtained in this way.

Известен способ получения композиций наночастиц серебра путем восстановления ионов серебра в водном растворе водорастворимыми полимерами, которые одновременно являются стабилизаторами (см. патент РФ №2485051, МПК C01G 5/00, В82В 3/00, 20.06.2013). Процесс идет на воздухе при комнатной температуре и обычном освещении, что позволяет упростить процедуру и сократить энергозатраты по сравнению с предыдущими двумя способами. Недостатками этого способа являются технически сложная процедура получения полимерных композиций и неэкологичность (невозможность биодеградации) применяемых синтетических полимеров, что затрудняет использование таких наночастиц в качестве лекарственных средств или добавок к медицинским препаратам.A known method of producing compositions of silver nanoparticles by reducing silver ions in an aqueous solution of water-soluble polymers that are simultaneously stabilizers (see RF patent No. 2485051, IPC C01G 5/00, B82B 3/00, 06/20/2013). The process takes place in air at room temperature and in normal lighting, which simplifies the procedure and reduces energy consumption compared to the previous two methods. The disadvantages of this method are the technically complicated procedure for producing polymer compositions and the non-environmental friendliness (impossibility of biodegradation) of the synthetic polymers used, which makes it difficult to use such nanoparticles as medicines or additives to medical preparations.

Способы, использующие источники тока или излученияMethods using current or radiation sources

Из уровня техники известен способ получения водных растворов наночастиц серебра путем электрохимического восстановления ионов металла в водном растворе, содержащем органические и неорганические стабилизаторы (см. заявку на патент РФ №2008127628, МПК A61K 33/38, C01G 5/00, В82В 3/00, 27.05.2010). В известном способе ионы серебра поступают в раствор при электрохимическом растворении серебряного анода; образование наночастиц происходит в растворе в результате восстановления ионов неорганическими восстановителями (цитратами щелочных металлов и аммония), а также на катоде из нержавеющей стали, где восстановителями служат электроны, присутствующие на поверхности катода. Наночастицы солюбилизируются в растворителе (дистиллированной воде) и стабилизируются с помощью названных выше неорганических восстановителей (одновременно играющих роль стабилизаторов) а также органических стабилизаторов. В качестве органических стабилизаторов используются синтетические полимеры (поливинилирролидон, полиакрилат натрия и др.) или природный полимер (желатин). Как утверждают авторы, известный способ обеспечивает высокий выход и высокую стабильность наночастиц серебра. Вместе с тем, этот способ имеет недостатки, общие для электрохимических методов - он требует применения дорогостоящего оборудования и является весьма энергоемким, поэтому полученные здесь наночастицы являются дорогими, что затрудняет их внедрение в широких масштабах.The prior art method for producing aqueous solutions of silver nanoparticles by electrochemical reduction of metal ions in an aqueous solution containing organic and inorganic stabilizers (see RF patent application No. 2008127628, IPC A61K 33/38, C01G 5/00, B82B 3/00, 05/27/2010). In the known method, silver ions enter the solution by electrochemical dissolution of the silver anode; the formation of nanoparticles occurs in solution as a result of the reduction of ions by inorganic reducing agents (alkali metal and ammonium citrates), as well as on the stainless steel cathode, where the reducing agents are electrons present on the cathode surface. Nanoparticles are solubilized in a solvent (distilled water) and stabilized using the inorganic reducing agents mentioned above (simultaneously playing the role of stabilizers) as well as organic stabilizers. As organic stabilizers, synthetic polymers (polyvinylirrolidone, sodium polyacrylate, etc.) or a natural polymer (gelatin) are used. According to the authors, the known method provides a high yield and high stability of silver nanoparticles. At the same time, this method has drawbacks common to electrochemical methods — it requires the use of expensive equipment and is very energy-intensive, therefore, the nanoparticles obtained here are expensive, which complicates their widespread implementation.

Известен способ получения водных растворов наночастиц серебра путем фотохимического восстановления ионов металла в водном растворе в присутствии неорганического (додецилсульфат натрия) или органических стабилизаторов (см. патент РФ №2569546, МПК C01G 5/00, B01J 13/00, В82В 3/00, 27.11.2015); в качестве последних используются синтетические полимеры (поливиниловый спирт, поливинилпирролидон) или природный полимер (крахмал). Преимуществом известного способа являются стабильность и бактерицидная активность наночастиц, сохраняющаяся в течение как минимум 6-ти месяцев. Недостатком этого способа является необходимость деаэрирования раствора (синтез проводится в вакууме или атмосфере инертного газа), поскольку выход и стабильность наночастиц существенно меньше при синтезе на воздухе, чем в бескислородной среде. Кроме того, в литературе отмечалась высокая вероятность изменения размеров (в данном случае агрегации) частиц со временем в процессе облучения ([16], раздел II.3.3). Таким образом, известный способ технически сложен и требует определенных энергозатрат при облучении, что повышает себестоимость растворов наночастиц.A known method of producing aqueous solutions of silver nanoparticles by photochemical reduction of metal ions in an aqueous solution in the presence of inorganic (sodium dodecyl sulfate) or organic stabilizers (see RF patent No. 2569546, IPC C01G 5/00, B01J 13/00, B82B 3/00, 27.11 .2015); as the latter, synthetic polymers (polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone) or a natural polymer (starch) are used. The advantage of this method is the stability and bactericidal activity of the nanoparticles, which lasts for at least 6 months. The disadvantage of this method is the need for deaeration of the solution (the synthesis is carried out in a vacuum or inert gas atmosphere), since the yield and stability of nanoparticles is significantly less during synthesis in air than in an oxygen-free medium. In addition, a high probability of a change in particle size (in this case, aggregation) of particles with time during irradiation was noted in the literature ([16], Section II.3.3). Thus, the known method is technically complicated and requires certain energy consumption during irradiation, which increases the cost of solutions of nanoparticles.

Способы, использующие биологическое восстановлениеMethods Using Biological Recovery

В последнее десятилетие наиболее интенсивно развивается направление, в котором синтез наночастиц серебра и золота производится с использованием природных биологически активных веществ, экстрагируемых из растительных или животных организмов, а также водные экстракты из живых организмов или сами живые организмы, способные синтезировать наночастицы. Как неоднократно отмечалось в литературе (например, [17]), для биомедицинских приложений наночастиц это направление имеет ряд преимуществ по сравнению с химическими методами, главными из которых являются мягкие условия синтеза (процесс идет в растворе на воздухе при комнатной или слегка повышенной температуре, не требуется деаэрирования или других дополнительных процедур), более высокая эффективность природных восстановителей и отсутствие в растворе компонентов, токсичных и(или) чужеродных для организма и окружающей среды (например, избытка традиционных химических восстановителей, продуктов их окисления или небиодеградируемых полимеров). Различные варианты биологического восстановления ионов серебра и золота описаны в литературе (см., например, обзоры [18, 19], а также [9], гл. 1). В то же время, как отмечено, в частности, в [9], синтез наночастиц серебра с использованием водных экстрактов из живых организмов имеет ряд недостатков (во многих случаях длительное время синтеза, неизвестные действующие вещества и их концентрации, слабая воспроизводимость результатов, сложность контроля размеров и формы наночастиц и др.), ограничивающих возможности их практического применения.In the last decade, the most intensively developing direction is the synthesis of silver and gold nanoparticles using natural biologically active substances extracted from plant or animal organisms, as well as aqueous extracts from living organisms or living organisms themselves, capable of synthesizing nanoparticles. As was repeatedly noted in the literature (for example, [17]), for biomedical applications of nanoparticles this direction has a number of advantages compared with chemical methods, the main of which are mild synthesis conditions (the process proceeds in solution in air at room or slightly elevated temperature, not deaeration or other additional procedures are required), higher efficiency of natural reducing agents and the absence in the solution of components that are toxic and (or) foreign to the body and the environment (for example, Testing of traditional chemical reducing agents, products of their oxidation or non-biodegradable polymers). Various options for the biological reduction of silver and gold ions are described in the literature (see, for example, reviews [18, 19], as well as [9], Ch. 1). At the same time, as noted, in particular, in [9], the synthesis of silver nanoparticles using aqueous extracts from living organisms has a number of disadvantages (in many cases, a long synthesis time, unknown active substances and their concentrations, poor reproducibility of results, control complexity sizes and shapes of nanoparticles, etc.), limiting the possibilities of their practical application.

Более перспективным является способ, в котором используются эффективные биологические восстановители, но синтез проводится не в природном экстракте, а в обратных мицеллах. Такой вариант был реализован в предложенном ранее методе биохимического синтеза в обратных мицеллах (см. патент РФ №2147487, МПК B22F 9/24, 20.04.2000). В качестве восстановителей здесь использовали природные биологически активные вещества из группы флавоноидов (кверцетин, рутин); в качестве стабилизатора - синтетический ПАВ (аэрозоль-ОТ). Тот же способ использован позднее в некоторых разработках с применением флавоноидов для получения наночастиц в обратных мицеллах (см. патент РФ №2322327, МПК B22F 9/24, В82В 3/00, 20.04.2008, а также патент РФ №2461413, МПК B01D 59/00, B01J 37/30, В82В 1/00, 20.09.2012). Как было показано в последнее десятилетие в ряде сообщений об успешном синтезе наночастиц серебра с использованием экстрактов растений (напр., [9, 15]) восстановителями во многих случаях здесь также служат вещества из группы флавоноидов. Однако синтез в обратных мицеллах позволяет получать наночастицы малого размера с узким распределением, что весьма редко удается при синтезе в водных экстрактах. Кроме того, поскольку в предложенном ранее методе используются не растительные экстракты сложного состава, а их активные компоненты (флавоноиды) известной структуры и концентрации, становится возможным целенаправленное влияние на процесс формирования наночастиц и более высокая воспроизводимость результатов. При этом сохраняются такие преимущества биологического направления как технологическая простота, экономичность, высокая стабильность наночастиц и главное - высокая эффективность восстановителя: для полного восстановления ионов серебра (для 100% выхода наночастиц) требуется существенно более низкая концентрация флавоноида, чем любого из используемых для этих целей традиционных химических восстановителей (гидразина, боргидрида натрия и прочих) [9].More promising is the method in which effective biological reducing agents are used, but the synthesis is carried out not in a natural extract, but in reverse micelles. This option was implemented in the previously proposed method of biochemical synthesis in reverse micelles (see RF patent No. 2147487, IPC B22F 9/24, 04/20/2000). Here, natural biologically active substances from the group of flavonoids (quercetin, rutin) were used as reducing agents; as a stabilizer - synthetic surfactant (aerosol-OT). The same method was used later in some developments using flavonoids for producing nanoparticles in reverse micelles (see RF patent No. 23232327, IPC B22F 9/24, B82B 3/00, 04/20/2008, as well as RF patent No. 2461413, IPC B01D 59 / 00, B01J 37/30, B82B 1/00, 09/20/2012). As was shown in the last decade in a number of reports on the successful synthesis of silver nanoparticles using plant extracts (eg, [9, 15]), in many cases, substances from the flavonoid group also serve as reducing agents. However, synthesis in reverse micelles makes it possible to obtain small-sized nanoparticles with a narrow distribution, which is very rare in synthesis in aqueous extracts. In addition, since the previously proposed method uses not plant extracts of complex composition, but their active components (flavonoids) of known structure and concentration, a targeted effect on the process of nanoparticle formation and higher reproducibility of the results becomes possible. At the same time, such biological advantages as technological simplicity, economy, high stability of nanoparticles and, most importantly, high efficiency of the reducing agent are retained: for the complete recovery of silver ions (for 100% yield of nanoparticles) a significantly lower concentration of flavonoid is required than any of the traditional ones used for these purposes chemical reducing agents (hydrazine, sodium borohydride and others) [9].

Однако наночастицы в обратных мицеллах получают в органическом растворителе. Поскольку для исследований биологических эффектов наночастиц серебра и разработки вариантов их применения в биологии и медицине можно использовать только водные растворы наночастиц, была разработана технология получения водных растворов наночастиц серебра путем переноса наночастиц из мицеллярного раствора в водную фазу (см. патент РФ №2202400, МПК B01D 39/00, B01J 20/20, 20.04.2003). При этом наночастицы в водном растворе были стабилизированы тем же синтетическим ПАВ. Испытания действия этих водных растворов на различные виды микроорганизмов показали, что наночастицы обладают значительной антимикробной активностью и могут использоваться для создания дезинфицирующих средств или в качестве биоцидных добавок к различным жидкофазным системам (лакокрасочным материалам, косметическим средствам, лекарственным препаратам и др.) [9]. Было найдено также, что такие растворы проявляли заметную токсичность по отношению к злокачественным клеткам в опытах in vitro [23], что указывало на возможность их использования в качестве лекарственных препаратов против онкологических заболеваний. Однако, как показали исследования биологического действия таких растворов на некоторых видах растительных организмов, нормальных животных клетках, а также на млекопитающих [24-26], применение этих растворов наночастиц в медицине может быть небезопасно вследствие токсичности синтетического стабилизатора, присутствующего в этих растворах в концентрациях (порядка нескольких десятков миллимолей на литр), определяемых используемой методикой. Снизить концентрацию стабилизатора до приемлемых значений (1-3 мМ) удавалось путем диализа, однако это приводило к значительному усложнению и удорожанию процедуры, что делало нерентабельным получение растворов наночастиц в промышленно значимых количествах.However, nanoparticles in reverse micelles are obtained in an organic solvent. Since only aqueous solutions of nanoparticles can be used to study the biological effects of silver nanoparticles and to develop options for their use in biology and medicine, a technology has been developed for producing aqueous solutions of silver nanoparticles by transferring nanoparticles from a micellar solution to the aqueous phase (see RF patent No. 2202400, IPC B01D 39/00, B01J 20/20, 04/20/2003). In this case, the nanoparticles in the aqueous solution were stabilized by the same synthetic surfactant. Tests of the action of these aqueous solutions on various types of microorganisms showed that nanoparticles have significant antimicrobial activity and can be used to create disinfectants or as biocidal additives to various liquid-phase systems (paints, cosmetics, medicines, etc.) [9]. It was also found that such solutions showed noticeable toxicity to malignant cells in in vitro experiments [23], which indicated the possibility of their use as drugs against cancer. However, studies of the biological effect of such solutions on some types of plant organisms, normal animal cells, and mammals have shown [24–26] that the use of these nanoparticle solutions in medicine may be unsafe due to the toxicity of the synthetic stabilizer present in these solutions in concentrations ( about several tens of millimoles per liter), determined by the used technique. It was possible to lower the stabilizer concentration to acceptable values (1-3 mm) by dialysis, however, this led to a significant complication and cost of the procedure, which made it unprofitable to obtain solutions of nanoparticles in industrially significant quantities.

Для упрощения технологии получения наночастиц серебра в водном растворе и повышения степени их безопасности при использовании в медицине нами была разработана методика синтеза таких наночастиц путем восстановления флавоноидом (кверцетином) непосредственно в водном растворе с применением природных стабилизаторов - крахмала и крахмалоподобного вещества (β-циклодекстрина). Названные стабилизаторы были выбраны, поскольку из литературы известно, что крахмал и циклодекстрины нетоксичны для живых организмов и могут использоваться для синтеза наночастиц металлов в водном растворе, в том числе наночастиц серебра и золота (например, [27, 28]). Но в способах, описанных в литературе, синтез наночастиц проводится с применением химических восстановителей (боргидрида натрия, цитрата) или глюкозы. Как показано нами ранее ([9], гл. 4) в последнем случае, несмотря на нетоксичность глюкозы, ее эффективность как восстановителя существенно ниже, чем используемого нами флавоноида кверцетина (например, [29, 30]). Разработанная методика позволяла обеспечить 100% выход наночастиц малого среднего размера (7-12 нм) и их стабильность в водном растворе в течение длительного времени ([9], гл. 4). Упомянутая методика является наиболее близкой к настоящему изобретению по совокупности существенных признаков, однако были выявлены и недостатки, а именно:To simplify the technology for producing silver nanoparticles in an aqueous solution and to increase their safety when used in medicine, we developed a method for synthesizing such nanoparticles by reduction with a flavonoid (quercetin) directly in an aqueous solution using natural stabilizers - starch and starch-like substance (β-cyclodextrin). The mentioned stabilizers were chosen because it is known from the literature that starch and cyclodextrins are nontoxic for living organisms and can be used for the synthesis of metal nanoparticles in an aqueous solution, including silver and gold nanoparticles (for example, [27, 28]). But in the methods described in the literature, the synthesis of nanoparticles is carried out using chemical reducing agents (sodium borohydride, citrate) or glucose. As shown earlier ([9], Ch. 4) in the latter case, despite the non-toxicity of glucose, its effectiveness as a reducing agent is significantly lower than the quercetin flavonoid used by us (for example, [29, 30]). The developed technique made it possible to ensure 100% yield of small medium-sized nanoparticles (7-12 nm) and their stability in an aqueous solution for a long time ([9], Ch. 4). The mentioned technique is the closest to the present invention in terms of a combination of essential features, however, drawbacks have also been identified, namely:

(1) синтез занимал не менее суток, то есть требовал значительно больше времени, чем в ряде подобных же технологий, описанных в литературе (см. [9], ссылки в гл. 4),(1) the synthesis took at least a day, that is, it required significantly more time than in a number of similar technologies described in the literature (see [9], references in chap. 4),

(2) не удавалось получить 100% выход наночастиц при концентрации вводимой соли серебра, превышающей 1 ммоль/л (мМ), что делало экономически невыгодным получение практически значимых количеств раствора с концентрацией наночастиц, превышающей 1 мМ, и(2) it was not possible to obtain a 100% yield of nanoparticles at a concentration of injected silver salt in excess of 1 mmol / l (mm), which made it economically unprofitable to obtain practically significant amounts of a solution with a concentration of nanoparticles in excess of 1 mm, and

(3) при стабилизации крахмалом вследствие его известного агглютинирующего действия в процессе хранения наблюдалась агрегация наночастиц, что приводило к увеличению их среднего размера и ширины распределения. Учитывая влияние размера наночастиц на их биологическую активность, можно было ожидать соответствующего снижения их эффективности как антимикробного агента.(3) when starch stabilized due to its known agglutinating action during storage, aggregation of nanoparticles was observed, which led to an increase in their average size and distribution width. Given the influence of the size of nanoparticles on their biological activity, a corresponding decrease in their effectiveness as an antimicrobial agent could be expected.

Эти недостатки желательно было устранить как из экономических соображений, так и для повышения эффективности полученных водных растворов наночастиц серебра.It was desirable to eliminate these disadvantages both from economic considerations and to increase the efficiency of the obtained aqueous solutions of silver nanoparticles.

Далее, исследования наночастиц, стабилизированных β-циклодекстрином, на антимикробную активность и цитотоксичность показали, что они проявляют высокую биоцидную активность по отношению к нескольким видам микроорганизмов, но не оказывают заметного влияния на жизнеспособность злокачественных клеток. Отсюда следовало, что такие наночастицы могут применяться в качестве антимикробного средства, но не имеют перспектив применения для лечения онкологических заболеваний. В то же время, как упоминалось выше, наночастицы, стабилизированные аэрозолем-ОТ (бис-(2-этилгексил)сульфосукцинатом натрия, или АОТ), проявляют выраженный цитотоксический эффект на культурах злокачественных клеток, но их применение в онкологии затруднено вследствие присутствия в растворе наночастиц стабилизатора в концентрациях, при которых он проявляет высокую токсичность по отношению к нормальным клеткам. Таким образом, оставалась актуальной задача получения водных растворов наночастиц серебра, стабилизированных аэрозолем-ОТ, но содержащих этот стабилизатор в концентрациях, не превышающих 3 мМ, то есть малотоксичных или безопасных для нормальных клеток человека при экспериментальных разведениях.Further, studies of β-cyclodextrin stabilized nanoparticles on antimicrobial activity and cytotoxicity showed that they exhibit high biocidal activity against several types of microorganisms, but do not significantly affect the viability of malignant cells. It followed that such nanoparticles can be used as an antimicrobial agent, but have no prospects of use for the treatment of cancer. At the same time, as mentioned above, aerosol-OT stabilized nanoparticles (sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate, or AOT) exhibit a pronounced cytotoxic effect on malignant cell cultures, but their use in oncology is difficult due to the presence of nanoparticles in the solution stabilizer in concentrations at which it exhibits high toxicity to normal cells. Thus, the problem of obtaining aqueous solutions of silver nanoparticles stabilized by aerosol-OT, but containing this stabilizer in concentrations not exceeding 3 mM, i.e., low toxic or safe for normal human cells during experimental dilutions, remained relevant.

При этом известен способ получения наночастиц серебра в водном растворе при стабилизации аэрозолем-ОТ (см. патент США US8852316, МПК B22F 9/16, 27.01.2011), предложенный для получения растворов с высокими концентрациями наночастиц (при использовании соли серебра в интервале концентраций от 10 мМ до 2М), с последующим их высушиванием для получения порошка, который затем можно ресуспендировать в воде или неводном растворителе. Известный способ предназначен для применения порошков или концентрированных растворов наночастиц в различных областях техники, но не пригоден для получения водных растворов наночастиц серебра для применения в биологии и медицине по следующим причинам. Во-первых, синтез проводится не в водном, а в водно-спиртовом растворе (согласно описанию, содержащем около 14% этанола) в присутствии высоких концентраций стабилизатора (согласно описанию, 25% от веса соли серебра). Это означает, что полученный (первичный) раствор наночастиц является высокотоксичным для биологических объектов. При последующем высушивании на воздухе или под вакуумом стабилизатор остается в порошке на поверхности наночастиц, и затем переходит вместе с ними в водный раствор при ресуспендировании. Поэтому полученный таким образом вторичный водный раствор наночастиц также токсичен для биологических объектов. Во-вторых, в качестве восстановителя используется токсичный химический агент (боргидрид натрия), избыток и продукты окисления которого (например, элементный бор) могут загрязнять наночастицы металлов в процессе их формирования ([16], раздел II.3.1), что также неприемлемо для биологических или медицинских приложений. В-третьих, представленная в патенте ТЕМ-фотография показывает, что размер частиц, получаемых известным способом, не менее 20-25 нм, при этом преобладают частицы размером 50 нм и более; согласно сведениям, содержащимся в тексте патента, частицы могут иметь размеры до 1000 нм, которые лежат далеко за пределами наноразмерного диапазона. Отсюда следует, что для нано- и более крупных частиц, получаемых способом согласно US 8852316, нет оснований ожидать высокой биологической активности и размерных эффектов, которые проявляются при диаметре частиц, не превышающем 20 нм. В целом ясно, что способ согласно US 8852316, в принципе не может использоваться для получения водных растворов наночастиц серебра, стабилизированных аэрозолем-ОТ, пригодных для экспериментальных исследований их взаимодействия с биологическими объектами или для создания лекарственных препаратов.Moreover, there is a known method for producing silver nanoparticles in an aqueous solution during stabilization with aerosol-OT (see US patent US8852316, IPC B22F 9/16, January 27, 2011), proposed for obtaining solutions with high concentrations of nanoparticles (when using a silver salt in the concentration range from 10 mM to 2M), followed by drying to obtain a powder, which can then be resuspended in water or a non-aqueous solvent. The known method is intended for the use of powders or concentrated solutions of nanoparticles in various fields of technology, but is not suitable for the preparation of aqueous solutions of silver nanoparticles for use in biology and medicine for the following reasons. Firstly, the synthesis is carried out not in an aqueous, but in an aqueous-alcoholic solution (as described, containing about 14% ethanol) in the presence of high stabilizer concentrations (as described, 25% by weight of silver salt). This means that the obtained (primary) solution of nanoparticles is highly toxic for biological objects. During subsequent drying in air or under vacuum, the stabilizer remains in powder on the surface of the nanoparticles, and then passes with them into an aqueous solution during resuspension. Therefore, the thus obtained secondary aqueous solution of nanoparticles is also toxic to biological objects. Secondly, a toxic chemical agent (sodium borohydride) is used as a reducing agent, the excess and oxidation products of which (for example, elemental boron) can contaminate metal nanoparticles during their formation ([16], Section II.3.1), which is also unacceptable for biological or medical applications. Thirdly, the TEM photograph presented in the patent shows that the particle size obtained in a known manner is not less than 20-25 nm, while particles with a size of 50 nm or more prevail; according to the information contained in the text of the patent, particles can have sizes up to 1000 nm, which lie far beyond the nanoscale range. It follows that for nano- and larger particles obtained by the method according to US 8852316, there is no reason to expect high biological activity and size effects that occur when the particle diameter does not exceed 20 nm. In General, it is clear that the method according to US 8852316, in principle, cannot be used to obtain aqueous solutions of silver nanoparticles stabilized by aerosol-OT, suitable for experimental studies of their interaction with biological objects or to create drugs.

Задачей настоящего изобретения является совершенствование способа получения водных растворов наночастиц серебра путем восстановления ионов серебра флавоноидом кверцетином непосредственно в водном растворе, в присутствии стабилизатора, позволяющего снизить токсичность таких растворов для живых организмов (для безопасного применения в медицине, например, для создания антимикробных или противоопухолевых медицинских препаратов).The objective of the present invention is to improve the method of obtaining aqueous solutions of silver nanoparticles by reducing silver ions with quercetin flavonoid directly in an aqueous solution, in the presence of a stabilizer, which reduces the toxicity of such solutions for living organisms (for safe use in medicine, for example, to create antimicrobial or antitumor drugs )

Техническим результатом настоящего изобретения является снижение токсичности водных растворов наночастиц, уменьшение времени синтеза наночастиц в водном растворе, увеличение концентрации наночастиц (при 100% выходе) при сохранении размера частиц в требуемом диапазоне.The technical result of the present invention is to reduce the toxicity of aqueous solutions of nanoparticles, reduce the time of synthesis of nanoparticles in an aqueous solution, increase the concentration of nanoparticles (at 100% yield) while maintaining particle size in the desired range.

Технический результат достигается путем создания способа получения наночастиц серебра, включающего: приготовление водного раствора стабилизатора, введение в раствор стабилизатора водного раствора кверцетина, приготовление водного раствора диамминнитрата серебра [Ag(NH₃)₂]NO₃ путем введения водного раствора аммиака в раствор нитрата серебра, введение в водный раствор стабилизатора в присутствии кверцетина при постоянном перемешивании раствора диамминнитрата серебра до заданной концентрации. При этом стабилизатором является β-циклодекстрин (β-ЦД) или натрия бис(2-этилгексил)сульфосукцинат (аэрозоль-ОТ, или АОТ), а введение в раствор стабилизатора раствора кверцетина проводят до его молярной концентрации, равной 0,1 от заданной молярной концентрации соли серебра.The technical result is achieved by creating a method for producing silver nanoparticles, including: preparing an aqueous solution of a stabilizer, introducing an aqueous solution of quercetin into a stabilizer solution, preparing an aqueous solution of silver diamminnitrate [Ag (NH ₃ ) ₂ ] NO ₃ by introducing an aqueous solution of ammonia into a solution of silver nitrate, the introduction of an stabilizer in an aqueous solution in the presence of quercetin with constant stirring of a solution of silver diamminnitrate to a given concentration. The stabilizer is β-cyclodextrin (β-CD) or sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate (aerosol-OT, or AOT), and quercetin solution is introduced into the stabilizer solution to its molar concentration equal to 0.1 of the given molar silver salt concentration.

Согласно предпочтительным вариантам реализации указанный технический результат также достигается тем, что:According to preferred embodiments, the specified technical result is also achieved by the fact that:

- раствор кверцетина представляет собой водный щелочной раствор кверцетина,- quercetin solution is an aqueous alkaline solution of quercetin,

- концентрация β-циклодекстрина находится в диапазоне от 0,6⋅10^-3 до 1,2⋅10^-3 М,- the concentration of β-cyclodextrin is in the range from 0.6⋅10 ^-3 to 1.2⋅10 ^-3 M,

- концентрация натрия бис(2-этилгексил)сульфосукцината находится в диапазоне от 1,0⋅10^-3 до 3,0⋅10^-3 М,- the concentration of sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate is in the range from 1.0 · 10 ^-3 to 3.0 · 10 ^-3 M,

- концентрация диамминнитрата серебра в упомянутом растворе находится в диапазоне от 0,4⋅10^-3 до 4⋅10^-3 М,- the concentration of silver diamminnitrate in said solution is in the range from 0.4 × 10 ⁻³ to 4 × 10 ⁻³ M,

- водный раствор стабилизатора β-циклодекстрина нагревают до 50-60°С,- an aqueous solution of a stabilizer of β-cyclodextrin is heated to 50-60 ° C,

- для приготовления упомянутого щелочного раствора кверцетина используют гидроксид натрия, калия или аммония,- for the preparation of the said alkaline solution of quercetin, sodium, potassium or ammonium hydroxide is used,

- перемешивание на этапе d) после введения соли серебра продолжается в течение 5-7 мин.- mixing in step d) after the introduction of the silver salt continues for 5-7 minutes

В настоящем изобретении предлагаются:The present invention provides:

(1) способ получения наночастиц серебра в водном растворе с природным стабилизатором (β-циклодекстрином), позволяющий существенно сократить время синтеза и увеличить концентрацию наночастиц без снижения их выхода, и(1) a method for producing silver nanoparticles in an aqueous solution with a natural stabilizer (β-cyclodextrin), which can significantly reduce the synthesis time and increase the concentration of nanoparticles without reducing their yield, and

(2) способ получения наночастиц серебра путем синтеза в водном растворе с синтетическим стабилизатором (аэрозолем-ОТ), позволяющий существенно упростить технологию (по сравнению с переносом из мицеллярного раствора) и снизить концентрацию стабилизатора, что делает возможным применение таких наночастиц против онкологических заболеваний.(2) a method for producing silver nanoparticles by synthesis in an aqueous solution with a synthetic stabilizer (aerosol-OT), which can significantly simplify the technology (compared to transfer from a micellar solution) and reduce the stabilizer concentration, which makes it possible to use such nanoparticles against cancer.

В обоих случаях синтез наночастиц производится путем восстановления кверцетином, то есть, сохраняются преимущества этого природного восстановителя по сравнению с традиционными химическими восстановителями.In both cases, the synthesis of nanoparticles is carried out by reduction with quercetin, that is, the advantages of this natural reducing agent are preserved compared to traditional chemical reducing agents.

Настоящее изобретение обеспечивает безопасное использование растворов наночастиц в качестве антимикробной добавки в составе лекарственных средств или для других целей (например, для создания противоопухолевых препаратов), требующих обеспечения минимальной токсичности для человека и экологической безопасности.The present invention provides the safe use of solutions of nanoparticles as an antimicrobial additive in the composition of medicines or for other purposes (for example, to create antitumor drugs) that require minimal toxicity to humans and environmental safety.

Концентрации кверцетина (C_Qr) и ионов серебра (C_Ag) выбираются, исходя из того, что их соотношение, соответствующие 100% выходу наночастиц, составляет C_Qr:C_Ag=1:10. При этом вначале определяется концентрация наночастиц, которую желательно получить для их последующего использования в исследованиях их биологической активности и для применения в медицине, косметологии и других областях. Имеющийся опыт исследований биологических эффектов наночастиц серебра показывает, что минимальная приемлемая концентрация наночастиц составляет (в пересчете на эквивалентную концентрацию ионов серебра) 0,4⋅10^-3 M или 43 мг/л. Поскольку исследования биологического действия и применение наночастиц предполагают разбавление их исходного раствора, то при меньших концентрациях и разумных степенях разбавления не удается получить надежные данные по их биологической активности. Соответственно, концентрация кверцетина должна быть не менее 0,04-10^-3 М.В принципе максимально достижимая концентрация наночастиц определяется максимально достижимой концентрацией кверцетина в исходном растворе в дистиллированной воде с добавлением щелочи. Увеличение концентрации наночастиц целесообразно с экономической точки зрения, поскольку очевидно, что чем больше концентрация, тем большее количество продукции, включающей добавки раствора наночастиц, можно произвести с использованием 1 литра раствора. Однако с увеличением концентрации наночастиц ухудшаются их параметры, существенные для сохранения высокой биологической (например, антимикробной) активности, такие как средний размер и ширина распределения по размерам, что может привести к снижению качества раствора наночастиц и их несоответствию требованиям, о которых говорилось выше. Исходя из результатов настоящих исследований, верхней границей концентрации наночастиц можно считать 4⋅10^-3 M (432 мг/л).The concentrations of quercetin (C _Qr) and silver ions (C _Ag) are selected based on the fact that their ratio, corresponding to 100% yield nanoparticles is C _Qr: C _Ag = 1: 10. In this case, the concentration of nanoparticles is first determined, which it is desirable to obtain for their subsequent use in studies of their biological activity and for use in medicine, cosmetology, and other fields. The existing experience in studying the biological effects of silver nanoparticles shows that the minimum acceptable concentration of nanoparticles is (in terms of the equivalent concentration of silver ions) of 0.4-10 ^-3 M or 43 mg / l. Since studies of the biological action and use of nanoparticles involve dilution of their initial solution, reliable concentrations of their biological activity cannot be obtained at lower concentrations and reasonable degrees of dilution. Accordingly, the concentration of quercetin should be at least 0.04-10 ^-3 M. In principle, the maximum attainable concentration of nanoparticles is determined by the maximum attainable concentration of quercetin in the initial solution in distilled water with the addition of alkali. An increase in the concentration of nanoparticles is advisable from an economic point of view, since it is obvious that the higher the concentration, the greater the number of products, including additives of a solution of nanoparticles, can be produced using 1 liter of solution. However, with an increase in the concentration of nanoparticles, their parameters deteriorate, which are essential for maintaining high biological (e.g., antimicrobial) activity, such as the average size and width of the size distribution, which can lead to a decrease in the quality of the solution of nanoparticles and their non-compliance with the requirements mentioned above. Based on the results of these studies, 4⋅10 ^-3 M (432 mg / l) can be considered the upper limit of the concentration of nanoparticles.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг. 1. Спектры поглощения водных растворов наночастиц серебра через разное время после начала синтеза при стабилизации β-ЦД (Пример 1). Концентрация соли серебра 4 мМ. Спектры сняты после разбавления растворов наночастиц в 2 раза.FIG. 1. Absorption spectra of aqueous solutions of silver nanoparticles at different times after the start of synthesis with stabilization of β-CD (Example 1). The concentration of silver salt is 4 mm. Spectra were taken after diluting the nanoparticle solutions in 2 times.

Фиг. 2. Электронная микрофотография (а) и распределение по размерам наночастиц (b), стабилизированных β-ЦД (Пример 1). Размер частиц 14.1±8.5 нм.FIG. 2. Electron micrograph (a) and size distribution of nanoparticles (b) stabilized by β-CD (Example 1). Particle size 14.1 ± 8.5 nm.

Фиг. 3. Электронная дифрактограмма наночастиц, стабилизированных β-ЦД (Пример 1).FIG. 3. Electron diffraction pattern of β-CD stabilized nanoparticles (Example 1).

Фиг. 4. Спектры поглощения водных растворов наночастиц серебра через разное время после начала синтеза при стабилизации АОТ (Пример 2). Концентрация соли серебра 0.4 мМ.FIG. 4. Absorption spectra of aqueous solutions of silver nanoparticles at different times after the start of synthesis during stabilization of AOT (Example 2). The silver salt concentration is 0.4 mM.

Фиг. 5. Электронная микрофотография (а) и распределение по размерам (b) наночастиц, стабилизированных АОТ (Пример 2). Размер частиц 13.4±4.6 нм.FIG. 5. Electron micrograph (a) and size distribution (b) of AOT stabilized nanoparticles (Example 2). Particle size 13.4 ± 4.6 nm.

Фиг. 6. Электронная дифрактограмма наночастиц, стабилизированных АОТ (Пример 2).FIG. 6. Electronic diffractogram of nanoparticles stabilized by AOT (Example 2).

Фиг. 7. Спектры поглощения водных растворов наночастиц серебра через разное время после начала синтеза при стабилизации β-ЦЦ (Пример 3). Концентрация соли серебра 1 мМ.FIG. 7. Absorption spectra of aqueous solutions of silver nanoparticles at different times after the start of synthesis during stabilization of β-CC (Example 3). The concentration of silver salt is 1 mm.

Фиг. 8. Электронная микрофотография (а) и распределение по размерам (b) наночастиц, стабилизированных β-ЦД (Пример 3). Размер частиц 15.1±7.5 нм.FIG. 8. Electron micrograph (a) and size distribution (b) of β-CD stabilized nanoparticles (Example 3). Particle size 15.1 ± 7.5 nm.

Фиг. 9. Электронная дифрактограмма наночастиц, стабилизированных β-ЦЦ (Пример 3).FIG. 9. Electronic diffraction pattern of β-CC stabilized nanoparticles (Example 3).

Далее приводятся примеры осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые фигуры.The following are examples of carrying out the invention with reference to the accompanying figures.

Примеры осуществления изобретения и реализации назначенияExamples of the invention and the implementation of the purpose

Пример 1Example 1

Готовят 1.2 мМ водный раствор β-циклодекстрина (β-ЦД); для этого 0,136 г β-ЦД растворяют в 100 мл дистиллированной воды. Затем готовят 40 мМ щелочной раствор кверцетина путем добавления к 0.082 г кверцетина 5 мл дистиллированной воды и последующего добавления 10% или 27% раствора гидроксида аммония до полного растворения кверцетина. Затем 1 мл приготовленного раствора кверцетина вводят в 100 мл водного раствора β-ЦД при 50°С. Затем готовят 400 мМ раствор диамминнитрата серебра путем введения 10% или 27% раствора гидроксида аммония в раствор нитрата серебра в деионизованной воде до полного растворения образующегося оксида серебра. Затем 1 мл раствора диамминнитрата серебра вводят при указанной температуре и перемешивании в 100 мл раствора, содержащего β-ЦД и кверцетин. При этом наблюдается резкое изменение окраски раствора, свидетельствующее об образовании наночастиц серебра. Через 5-7 мин раствор снимают с магнитной мешалки. Затем контроль формирования наночастиц проводят по изменениям спектров поглощения Изменения со временем спектра поглощения полученного раствора и результаты его анализа методом просвечивающей электронной микроскопии (ТЕМ) показаны на Фиг. 1-3.Prepare 1.2 mm aqueous solution of β-cyclodextrin (β-CD); for this, 0.136 g of β-CD is dissolved in 100 ml of distilled water. Then, a 40 mM alkaline quercetin solution is prepared by adding 5 ml of distilled water to 0.082 g of quercetin and then adding 10% or 27% ammonium hydroxide solution until quercetin is completely dissolved. Then 1 ml of the prepared solution of quercetin is introduced into 100 ml of an aqueous solution of β-CD at 50 ° C. Then, a 400 mM silver diamminonitrate solution is prepared by introducing a 10% or 27% solution of ammonium hydroxide into a solution of silver nitrate in deionized water until the resulting silver oxide is completely dissolved. Then 1 ml of a solution of silver diamminnitrate is introduced at the indicated temperature and stirring in 100 ml of a solution containing β-CD and quercetin. In this case, a sharp change in the color of the solution is observed, indicating the formation of silver nanoparticles. After 5-7 minutes, the solution is removed from the magnetic stirrer. Then, the formation of nanoparticles is controlled by changes in the absorption spectra. Changes with time of the absorption spectrum of the resulting solution and the results of its analysis by transmission electron microscopy (TEM) are shown in FIG. 1-3.

Пример 2Example 2

Готовят 1 мМ водный раствор АОТ. Для этого 0.044 г АОТ растворяют в 100 мл дистиллированной воды. Затем готовят 4 мМ щелочной раствор кверцетина. Для этого к 0.016 г кверцетина добавляют 10 мл дистиллированной воды с последующим добавлением гидроксида аммония, как описано в примере 1. Затем готовят 40 мМ раствор диамминнитрата серебра, как описано в примере 1. Затем 1 мл раствора диамминнитрата серебра добавляют при перемешивании к 100 мл раствора, содержащего АОТ и кверцетин. При этом наблюдается характерное изменение окраски раствора, свидетельствующее об образовании наночастиц серебра. Как и в примере 1, через 5-7 мин раствор снимается с магнитной мешалки и далее проводят измерения спектров поглощения. Результаты измерений спектров поглощения и данные анализа полученного раствора методом ТЕМ показаны на Фиг. 4-6Prepare a 1 mm aqueous solution of AOT. For this, 0.044 g of AOT is dissolved in 100 ml of distilled water. Then prepare 4 mm alkaline solution of quercetin. To this end, 10 ml of distilled water is added to 0.016 g of quercetin, followed by the addition of ammonium hydroxide, as described in Example 1. Then, a 40 mM silver diamminitrate solution is prepared as described in Example 1. Then, 1 ml of silver diamminnitrate solution is added to 100 ml of the solution with stirring. containing AOT and quercetin. In this case, a characteristic color change of the solution is observed, indicating the formation of silver nanoparticles. As in example 1, after 5-7 minutes, the solution is removed from the magnetic stirrer and then the absorption spectra are measured. The measurement results of the absorption spectra and the analysis data of the obtained solution by the TEM method are shown in FIG. 4-6

Пример 3Example 3

Готовят 0.6 мМ водный раствор β-ЦД. Для этого 0.068 г β-ЦД растворяют в 100 мл дистиллированной воды. Затем готовят 10 мМ щелочной раствор кверцетина. Для этого к 0.02 г кверцетина добавляют 5 мл дистиллированной воды с последующим добавлением гидроксида аммония как описано в примере 1. Затем готовят 100 мМ раствор диамминнитрата серебра как описано в примере 1. Затем 1 мл раствора диамминнитрата серебра добавляют при t=50-60°С и перемешивании к 100 мл раствора, содержащего β-ЦД и кверцетин. При этом наблюдается характерное изменение окраски раствора, свидетельствующее об образовании наночастиц серебра. Как и в примерах 1,2, через 5-7 мин раствор снимают с магнитной мешалки. Изменения во времени спектров поглощения и данные анализа полученного раствора методом ТЕМ показаны на Фиг. 7-9.Prepare a 0.6 mm aqueous solution of β-CD. For this, 0.068 g of β-CD is dissolved in 100 ml of distilled water. Then prepare 10 mm alkaline solution of quercetin. To this end, 5 ml of distilled water is added to 0.02 g of quercetin, followed by the addition of ammonium hydroxide as described in Example 1. Then, a 100 mM silver diamminnitrate solution is prepared as described in Example 1. Then, 1 ml of a silver diamminnitrate solution is added at t = 50-60 ° C. and stirring to 100 ml of a solution containing β-CD and quercetin. In this case, a characteristic color change of the solution is observed, indicating the formation of silver nanoparticles. As in examples 1.2, after 5-7 minutes, the solution is removed from the magnetic stirrer. The time variations of the absorption spectra and the analysis data of the obtained solution by the TEM method are shown in FIG. 7-9.

При стабилизации β-ЦЦ и АОТ максимум полосы поглощения лежит в интервале 400-410 нм и 410-415 нм, соответственно, то есть в области, характерной для поглощения наночастиц серебра в водной среде. Видно, что в обоих случаях формирование наночастиц завершается в течение не более 1 часа, и затем их концентрация практически не изменяется в течение длительного времени.Upon stabilization of β-CC and AOT, the maximum of the absorption band lies in the range of 400-410 nm and 410-415 nm, respectively, that is, in the region characteristic of the absorption of silver nanoparticles in an aqueous medium. It can be seen that in both cases the formation of nanoparticles is completed within no more than 1 hour, and then their concentration remains practically unchanged for a long time.

Наночастицы примерно сферические или многогранники, с близким средним размером (14-16 нм) и разбросом 7-9 нм или менее 5 нм при стабилизации β-ЦД или АОТ, соответственно. Электронные дифрактограммы показывают, что наночастицы являются кристаллами с параметрами кубической гранецентрированной решетки, соответствующими таковым для массивного образца серебра или золота.Nanoparticles are approximately spherical or polyhedrons, with a close average size (14–16 nm) and a spread of 7–9 nm or less than 5 nm with stabilization of β-CD or AOT, respectively. Electronic X-ray diffraction patterns show that nanoparticles are crystals with cubic face-centered lattice parameters corresponding to those for a massive sample of silver or gold.

Испытания на нескольких видах бактерий (Escherichia coli, Staphylococcus aureus и др.) позволили сделать вывод, что оба раствора наночастиц обладают выраженной антимикробной активностью. Эксперименты на культурированных клетках человека показали, что наночастицы, стабилизированные β-ЦД, нетоксичны для клеток эндотелия (выстилающих внутреннюю поверхность кровеносных сосудов) [31], а наночастицы, стабилизированные АОТ, обладают заметной токсичностью по отношению к двум типам злокачественных клеток (HELa и U937) [23]. Из полученных результатов следует, что полученные нами наночастицы серебра, стабилизированные β-ЦД, могут быть использованы в качестве антимикробной добавки к медицинским препаратам (мазям, кремам, гелям), не вызывая при этом побочных эффектов, а наночастицы серебра, стабилизированные АОТ, могут быть эффективны против некоторых онкологических заболеваний.Tests on several types of bacteria (Escherichia coli, Staphylococcus aureus, etc.) led to the conclusion that both nanoparticle solutions have pronounced antimicrobial activity. Experiments on cultured human cells have shown that β-CD stabilized nanoparticles are non-toxic to endothelial cells (lining the inner surface of blood vessels) [31], and AOT stabilized nanoparticles exhibit marked toxicity to two types of malignant cells (HELa and U937 ) [23]. From the obtained results it follows that the silver nanoparticles stabilized by β-CD obtained by us can be used as an antimicrobial additive to medical preparations (ointments, creams, gels) without causing side effects, while silver nanoparticles stabilized by AOT can be effective against some cancers.

Список литературыBibliography

1. Arora S., Radjwade J.M., Paknikar Κ.M. 2012. Nanotoxicology and in vitro studies - the need of the hour. Toxicology and applied pharmacology. V. 258. P. 161.1. Arora S., Radjwade J.M., Paknikar Κ.M. 2012. Nanotoxicology and in vitro studies - the need of the hour. Toxicology and applied pharmacology. V. 258. P. 161.

2. Rejeski D. Nanotechnology and consumer products. 2009. http://www.nanotechproject.org/publications/archive/nanotechnology_consumer_products/.2. Rejeski D. Nanotechnology and consumer products. 2009. http://www.nanotechproject.org/publications/archive/nanotechnology_consumer_products/.

3. Marambio-Jones C., Hoek Ε.M. V. 2010. A review of the antibacterial effects of silver nanomaterials and potential implications for human health and the environment // Journal of Nanoparticle Research. Vol. 12. P. 15313. Marambio-Jones C., Hoek Ε.M. V. 2010. A review of the antibacterial effects of silver nanomaterials and potential implications for human health and the environment // Journal of Nanoparticle Research. Vol. 12. P. 1531

4. Stratmeyer M.E., Goering P.L., Hitchins V.M. et al. What we know and don't know about the bioeffects of nanoparticles: developing experimental approaches for safety measurements // Biomedical Microdevices. 2008. DOI 10.1007/ s 10544-008-9261-9.4. Stratmeyer M.E., Goering P.L., Hitchins V.M. et al. What we know and don't know about the bioeffects of nanoparticles: developing experimental approaches for safety measurements // Biomedical Microdevices. 2008. DOI 10.1007 / s 10544-008-9261-9.

5. Oberdorster G., Maynard Α., Donaldson K. et al. Principles for characterizing the potential human health effects from exposure to nanomaterials: elements of a screening strategy. // Particle and Fibre Toxicology. 2005. V. 2. №8.5. Oberdorster G., Maynard Α., Donaldson K. et al. Principles for characterizing the potential human health effects from exposure to nanomaterials: elements of a screening strategy. // Particle and Fiber Toxicology. 2005. V. 2. No. 8.

6. Mossman В.T., Borm P.J., Castranova V. et al. Mechanisms of action of inhaled fibers, particles and nanoparticles in lung and cardiovascular deseases // Particle and Fibre Toxicology. 2007. Vol. 4. №4.6. Mossman B.T., Borm P.J., Castranova V. et al. Mechanisms of action of inhaled fibers, particles and nanoparticles in lung and cardiovascular deseases // Particle and Fiber Toxicology. 2007. Vol. 4. No. 4.

7. Monteiro D.F., Gorup L.F., Takamyia A.S. et al. The growing importance of materials that prevent microbial adhesion: antimicrobial effect of medical devices containing silver // International journal of antimicrobial agents. 2009. Vol. 34. P. 103.7. Monteiro D.F., Gorup L.F., Takamyia A.S. et al. The growing importance of materials that prevent microbial adhesion: antimicrobial effect of medical devices containing silver // International journal of antimicrobial agents. 2009. Vol. 34.P. 103.

8. MP 1.2.2566-09. 2009. Оценка безопасности наноматериалов in vitro и в модельных системах in vivo: Методические рекомендации. - M.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора. 69 с.8. MP 1.2.2566-09. 2009. Safety assessment of nanomaterials in vitro and in model systems in vivo: Guidelines. - M .: Federal Center for Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor. 69 p.

9. Егорова Е.М., Кубатиев А.А., Швец В.И. Биологические эффекты наночастиц металлов. М., Наука, 2014, 350 с.9. Egorova E.M., Kubatiev A.A., Shvets V.I. Biological effects of metal nanoparticles. M., Science, 2014, 350 p.

10. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии. М.: Физматлит, 2007. 416 с.10. Gusev A.I. Nanomaterials, nanostructures, nanotechnology. M .: Fizmatlit, 2007.416 s.

11. Свиридов В.В., Воробьева Т.Н., Гаевская Т.В. и др. Химическое осаждение металлов в водных растворах. Минск: Изд-во «Университетское», 1987.11. Sviridov V.V., Vorobyova T.N., Gaevskaya T.V. and others. Chemical precipitation of metals in aqueous solutions. Minsk: Universitetskoye Publishing House, 1987.

12. Егорова ЕМ. Наночастицы металлов в растворах: биохимический синтез и применение // Нанотехника. 2004. №1. С. 15.12. Egorova EM. Metal nanoparticles in solutions: biochemical synthesis and application // Nanotechnology. 2004. No1. S. 15.

13. Евстигнеева Р.П., Пчелкин В.П. Лиганды БАВ в нанохимии серебра и золота // Химико-фармацевтический журн. 2006. Т. 40. С. 34.13. Evstigneeva R.P., Pchelkin V.P. Biologically active substances ligands in the nanochemistry of silver and gold // Chemical and Pharmaceutical Journal. 2006.Vol. 40.S. 34.

14. Васильков А.Ю. Металлопаровой синтез наночастиц металлов для получения материалов биомедицинского назначения // Нанотехнологии и охрана здоровья. 2013. Т. 5. С. 16.14. Vasilkov A.Yu. Metal-vapor synthesis of metal nanoparticles for biomedical materials // Nanotechnology and Health. 2013.V. 5.P. 16.

15. Egorova, Е.М., Kaba, S.I. and Kubatiev А.А. Toxicity of silver nanoparticles obtained by bioreduction as studied on malignant cells: is it possible to create new generation of anticancer remedies? (A review). In: Applications of Nanobiomaterials (Ed. by A.M. Grumezescu), Vol. VII: Nanobiomaterials in Cancer Therapy, p. 505-542. Elsevier, North Holland, 2016.15. Egorova, E.M., Kaba, S.I. and Kubatiev A.A. Toxicity of silver nanoparticles obtained by bioreduction as studied on malignant cells: is it possible to create new generation of anticancer remedies? (A review). In: Applications of Nanobiomaterials (Ed. By A.M. Grumezescu), Vol. VII: Nanobiomaterials in Cancer Therapy, p. 505-542. Elsevier, North Holland, 2016.

16. Помогайло А.Д., Розенберг A.C., Уфлянд И.Е. Наночастицы металлов в полимерах. М.: Химия, 2000. 672 с.16. Helped A.D., Rosenberg A.C., Uflyand I.E. Metal nanoparticles in polymers. M .: Chemistry, 2000.672 s.

17. Zhang W., Quaio X., Chen J. Synthesis of silver nanoparticles - Effects of concerned papameters in water/oil microemulsion. // Materials Science and Engineering B. 2007. V. 142. P. 1.17. Zhang W., Quaio X., Chen J. Synthesis of silver nanoparticles - Effects of concerned papameters in water / oil microemulsion. // Materials Science and Engineering B. 2007. V. 142. P. 1.

18. Parsons J.G., Peralta-Videa J.R., Gardea-Torresdey J.L. 2007. Chapter 21 Use of plants in biotechnology: Synthesis of metal nanoparticles by inactivated plant tissues, plant extracts, and living plants. // Developments in Environmental Sciences. Concepts and Applications in Environmental Geochemistry. V. 5 P. 463.18. Parsons J.G., Peralta-Videa J.R., Gardea-Torresdey J.L. 2007. Chapter 21 Use of plants in biotechnology: Synthesis of metal nanoparticles by inactivated plant tissues, plant extracts, and living plants. // Developments in Environmental Sciences. Concepts and Applications in Environmental Geochemistry. V. 5 P. 463.

19. Badri N.K., Natarajan S. 2010. Biological synthesis of metal nanoparticles by microbes. // Adv. Coll. Interf. Sci. V. 156. P. 1.19. Badri N.K., Natarajan S. 2010. Biological synthesis of metal nanoparticles by microbes. // Adv. Coll. Interf. Sci. V. 156. P. 1.

20. Krishnaraj С., Jagan E.G., Rajasekar S. et al. 2010. Synthesis of silver nanoparticles using Acalypha indica leaf extracts and its antibacterial activity against water borne pathogens. // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. V. 76. №1. P. 50.20. Krishnaraj S., Jagan E.G., Rajasekar S. et al. 2010. Synthesis of silver nanoparticles using Acalypha indica leaf extracts and its antibacterial activity against water borne pathogens. // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. V. 76. No. 1. P. 50.

21. Khalil M.M.H., Eman H. et al. 2010. Biosynthesis of Au nanoparticles using olive leaf extract. // Arabian Journal of Chemistry. P. 431. Corrected Proof. V. 5. P. 431.21. Khalil M.M.H., Eman H. et al. 2010. Biosynthesis of Au nanoparticles using olive leaf extract. // Arabian Journal of Chemistry. P. 431. Corrected Proof. V. 5. P. 431.

22. Kasthuri J., Veerapandian S., Radjendiran N. 2009. Biological synthesis of silver and gold nanoparticles using apiin as reducing agent. // Colloids and Surfaces B. V. 68. P. 55.22. Kasthuri J., Veerapandian S., Radjendiran N. 2009. Biological synthesis of silver and gold nanoparticles using apiin as reducing agent. // Colloids and Surfaces B. V. 68. P. 55.

23. Kaba S.I., Egorova E.M. 2015. In vitro studies of the toxic effects of silver nanoparticles on HeLa and U937 cells. Nanotechnology, Science and Applications, 8, pp. 19-29.23. Kaba S.I., Egorova E.M. 2015. In vitro studies of the toxic effects of silver nanoparticles on HeLa and U937 cells. Nanotechnology, Science and Applications, 8, pp. 19-29.

24. Орджоникидзе К.Г., Рамайя Л.К., Егорова Е.М. Рубанович А.В. Генотоксические свойства наночастиц серебра при воздействии на млекопитающих in vivo. // Acta Naturae. 2009. №3. С. 109-112.24. Ordzhonikidze K.G., Ramaya L.K., Egorova E.M. Rubanovich A.V. Genotoxic properties of silver nanoparticles when exposed to mammals in vivo. // Acta Naturae. 2009. No3. S. 109-112.

25. Egorova E.M., Beylina S.I., Matveeva N.B., Sosenkova L.S. Chemotaxis-based assay for the biological action of silver nanoparticles. In: "Chemotaxis: Types, Clinical Significance and Mathematical Models". (Ed. by Timothy C. Williams). Nova Science Publishers, New York, 2011. P. 157-187.25. Egorova E.M., Beylina S.I., Matveeva N.B., Sosenkova L.S. Chemotaxis-based assay for the biological action of silver nanoparticles. In: "Chemotaxis: Types, Clinical Significance and Mathematical Models." (Ed. By Timothy C. Williams). Nova Science Publishers, New York, 2011. P. 157-187.

26. Egorova E.M. Interaction of silver nanoparticles with biological objects: antimicrobial properties and toxicity for the other living organisms. // Journal of Physics: Conference Series. 2011. V. 291. P. 012050.26. Egorova E.M. Interaction of silver nanoparticles with biological objects: antimicrobial properties and toxicity for the other living organisms. // Journal of Physics: Conference Series. 2011. V. 291. P. 012050.

27. Vigneshwaran N., Nachane R.P., Balasubramanya R.H. et al. A novel one-pot 'green' synthesis of stable silver nanoparticles using soluble starch // Carbohydrate Res. 2006. Vol. 341. P. 2012.27. Vigneshwaran N., Nachane R.P., Balasubramanya R.H. et al. A novel one-pot 'green' synthesis of stable silver nanoparticles using soluble starch // Carbohydrate Res. 2006. Vol. 341. P. 2012.

28. Liu Y., Male K.B., Bouvrette P., Luong J.H.T. 2003. Control of the size and distribution of gold nanoparticles by unmodified cyclodextrins. Chem. Mater. V. 15. P. 4172.28. Liu Y., Male K.B., Bouvrette P., Luong J.H.T. 2003. Control of the size and distribution of gold nanoparticles by unmodified cyclodextrins. Chem. Mater. V. 15. P. 4172.

29. Raveendran P., Fu J., Wallen S.L. 2003. Completely "Green" synthesis and stabilization of metal nanoparticles. Journal of the American Chemical Society. V. 125. №46. P. 1394029. Raveendran P., Fu J., Wallen S.L. 2003. Completely "Green" synthesis and stabilization of metal nanoparticles. Journal of the American Chemical Society. V. 125. No. 46. P. 13940

30. Ortega-Arroyo L., Martin-Martinez E.S., Aguilar-Mendez M.A., Cruz-Orea Α.,

I., and Glorieux С. 2013. Green synthesis method of silver nanoparticles using starch as capping agent applied the methodology of surface response. Starch. V. 65. №9-10. P. 814.30. Ortega-Arroyo L., Martin-Martinez ES, Aguilar-Mendez MA, Cruz-Orea Α.,

I., and Glorieux S. 2013. Green synthesis method of silver nanoparticles using starch as capping agent applied the methodology of surface response. Starch. V. 65. No. 9-10. P. 814.

31. Egorova E.M., Kaba S.I., Tlupova S.A. 2016. Assessment of the cytotoxicity of silver nanoparticles with different surface charge. In: Advances in Nanotechnology, vol. 15 (Bartul, Z., Trenor, J., Eds). Nova Science Publishers, New York, (in press).31. Egorova E.M., Kaba S.I., Tlupova S.A. 2016. Assessment of the cytotoxicity of silver nanoparticles with different surface charge. In: Advances in Nanotechnology, vol. 15 (Bartul, Z., Trenor, J., Eds). Nova Science Publishers, New York, (in press).

Claims

1. A method of producing silver nanoparticles, including:

a) preparation of an aqueous solution of a stabilizer,

b) introducing into the stabilizer solution an aqueous solution of quercetin,

c) preparing an aqueous solution of silver diamminnitrate by introducing an aqueous solution of ammonia into a solution of silver nitrate,

d) introducing into the aqueous solution of a stabilizer in the presence of quercetin with constant stirring of a solution of silver diamminnitrate to a given concentration,

moreover, the stabilizer is β-cyclodextrin or sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate,

moreover, the introduction of a solution of quercetin into the stabilizer solution is carried out to a molar concentration of quercetin equal to 0.1 of a given molar concentration of silver diamminnitrate,

moreover, the specified molar concentration of silver diamminnitrate in said solution is in the range from 0.4 × 10 ⁻³ to 4 × 10 ⁻³ M,

moreover, an aqueous solution of quercetin is an alkaline solution of quercetin,

and the concentration of β-cyclodextrin is in the range from 0.6 · 10 ^-3 to 1.2 · 10 ^-3 M,

moreover, the concentration of sodium bis (2-ethylhexyl) sulfosuccinate is in the range from 1.0 · 10 ^-3 to 3.0 · 10 ^-3 M.

2. The method according to p. 1, characterized in that the aqueous solution of the stabilizer β-cyclodextrin is heated to 50-60 ° C.

3. The method according to p. 2, characterized in that for the preparation of the said alkaline solution of quercetin, sodium, potassium or ammonium hydroxide is used.

4. The method according to p. 1, characterized in that the mixing in step d) after the introduction of the silver salt continues for 5-7 minutes

5. The method according to p. 1, characterized in that the silver nanoparticles have an average size of from 14 to 16 nm.