RU2737851C1 - Способ получения наноматериала биотехнологического назначения на основе оксида графена и наночастиц оксидов серебра и меди - Google Patents
Способ получения наноматериала биотехнологического назначения на основе оксида графена и наночастиц оксидов серебра и меди Download PDFInfo
- Publication number
- RU2737851C1 RU2737851C1 RU2019142966A RU2019142966A RU2737851C1 RU 2737851 C1 RU2737851 C1 RU 2737851C1 RU 2019142966 A RU2019142966 A RU 2019142966A RU 2019142966 A RU2019142966 A RU 2019142966A RU 2737851 C1 RU2737851 C1 RU 2737851C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxide
- nanoparticles
- copper
- graphene oxide
- silver
- Prior art date
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
- A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
- A01N59/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing elements or inorganic compounds
- A01N59/16—Heavy metals; Compounds thereof
- A01N59/20—Copper
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
- A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/10—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing sonic or ultrasonic vibrations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/15—Nano-sized carbon materials
- C01B32/182—Graphene
- C01B32/198—Graphene oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G3/00—Compounds of copper
- C01G3/02—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G5/00—Compounds of silver
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Pest Control & Pesticides (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Communicable Diseases (AREA)
- Oncology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано в биотехнологии и медицине для изготовления препаратов, подавляющих жизнедеятельность патогенных микроорганизмов. Для получения наноматериала с антимикробными свойствами на основе оксида графена и наночастиц оксида серебра и оксида меди (II) в водную суспензию оксида графена поочередно вводят наночастицы оксида серебра и оксида меди (II) при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид графена 2-6, наночастицы оксида серебра 4-8, наночастицы оксида меди (II) 8-16, вода дистиллированная – остальное. Процесс осуществляют при температуре 40-45°С и воздействии ультразвуком в течение 6 ч. Изобретение позволяет упростить технологию, снизить затраты на изготовление наноматериала и повысить воспроизводимость его свойств. 2 з.п. ф-лы, 4 табл., 4 пр.
Description
Изобретение относится к способу получения наноматериала с антимикробными свойствами на основе оксида графена и наночастиц оксида серебра и оксида меди (II) и может найти применение главным образом в области биотехнологии и медицины для изготовления препаратов, подавляющих жизнедеятельность патогенных микроорганизмов.
Повышение резистентности различных патогенных микроорганизмов к антибиотикам является серьезной проблемой, чреватой неприятными последствиями. Проблема резистентности микроорганизмов не нова, она существовала еще до открытия первого антибиотика. В связи с широким и часто ненаправленным применением антибиотиков в последнее время особенно заметно возросло число штаммов, резистентных к одному или нескольким антибиотикам. Штаммы некоторых бактерий обладают первичной резистентностью к определенным антибиотикам (например, Pseudomonas к ампициллину), другие же, в принципе чувствительные, могут стать резистентными [1-2]. (1. Антибиотики: современная точка зрения. URL: http://www.lvrach.ru/1998/01/4526487/. 2. Проблема резистентности (устойчивости) к антибиотикам. URL: http://biofile.ru/bio/4271.html).
В последние десятилетия в связи с широким использованием антибиотиков и химических консервантов ускоряется процесс появления резистентных штаммов микрофагов. Серебро и медь, в отличие от органических (химических) консервантов и дезинфектантов - естественные элементы, не загрязняющие природу. Это - экологически чистые, «зеленые» продукты. Являясь сильными биоцидами для микробов и вирусов, серебро и медь, в отличие от других металлов, в то же время гораздо менее токсичны для многоклеточных организмов. Серебро не создает резистентных штаммов, убивая возбудителей на 100% и не давая им мутировать и размножаться. Однако у серебра существенным недостатком является не только высокая стоимость, но его дефицитность при массовом внедрении в экологическую практику. Поэтому представляется актуальным использовать совместно с оксидом графена наночастицы оксида серебра и оксида меди (II). Такая композиция позволяет получить более эффективный материал за счет синергетического взаимодействия компонентов.
Одним из перспективных направлений в решении данной проблемы является применение нанобиотехнологий, направленных на совершенствование специфических свойств наночастиц металлов, определяемых их структурной модификацией, что позволяет достигать различных биологических эффектов, в т.ч. и антибактериальных (Шульгина Т.А., Норкин И.А., Пучиньян Д.М. Антибактериальное действие водных дисперсий наночастиц серебра на грамотрицательные микроорганизмы (на примере Escherichia coli) // Фундаментальные исследования. 2012. №7 (ч. 2). С. 424-426). Благодаря широкому нахождению в природе, выполнению разнообразных функций внутри большинства живых организмов, относительно низкой себестоимости и экологической безопасности наночастицы меди (Cu) обладают высоким потенциалом для применения в качестве антимикробного агента, заменяя серебро и композиты других благородных металлов при разработке антибактериальных средств (Veerapandian М., Sadhasivam S., Choi J., Yun K. Glucosamine functionalized copper nanoparticles: Preparation, characterization and enhancement of anti-bacterial activity by ultraviolet irradiation // Chemical Engineering Journal. 2012. V. 209. P.558-567).
В работе Maqusood Ahamed et al. (Maqusood Ahamed, Hisham A. Alhad-laq, M.A. Majeed Khan, Ponmurugan Karuppiah and Naif A. Al-Dhabi. Synthesis, Characterization, and Antimicrobial Activity of Copper Oxide Nanoparticles // Volume 2014 (2014). Article ID 637858. 4 p.) были исследованы антимикробные свойства наночастиц оксида меди, синтезированных методом простого осаждения. Наночастицы CuO показали отличную антимикробную активность в отношении различных штаммов бактерий (Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumonia, Enterococcus faecalis, Shigella flexneri, Salmonella typhimurium, Proteus vulgaris, Staphylococcus aureus) причем, Escherichia coli и Enterococcus faecalis показали наибольшую чувствительность к воздействию наночастиц меди, в то время как Klebsiella pneumonia была наименее чувствительна.
В работе греческих ученых Giannousi K. et al. (Giannousi K., Lafazanis K., Arvanitidis J., Pantazaki A., Dendrinou-Samara C. Hydrothermal synthesis of copper based nanoparticles: antimicrobial screening and interaction with DNA // Journal of Inorganic Biochemistry. 2014. V. 133. P. 24-32) исследована антибактериальная активность наночастиц меди синтезированных гидротермальным путем в отношении грамположительных (Bacillus subtilis, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus) и грамотрицательных (Xanthomonas campestris, Escherichia coli) бактерий в зависимости от состава (CuO, Cu2O, CuO/Cu2O) и размера частиц. Результаты исследования показывают, что при воздействии различных по составу и размеру частиц проявляются видоспецифичные биологические эффекты. Наибольшую бактерицидную активность, вызывающую деградацию ДНК, проявили наночастицы оксида меди (Cu2O) в отношении грамположительных бактерий. В связи с этим дополнительно было проведен анализ производства активных форм кислорода (АФК) и перекисного окисления липидов, который показал, что количество ионов меди в дистиллированной воде и в питательной среде, ниже критического значения, подавляющего рост бактерий, что может говорить о преобладающем наноразмерном эффекте.
В работе И.В. Бабушкиной и др. (Изучение антибактериального действия наночастиц меди на клинические штаммы Staphylococcus aureus. Саратовский научно-медицинский журнал, 2010, том 6, №1, с. 11-14) установлено, что характер влияния наночастиц на рост клинических штаммов и выраженность антибактериального эффекта зависят от вида наночастиц, их концентрации, времени воздействия. Антибактериальная активность наночастиц меди выражена в широком диапазоне концентраций от 0,001 до 1 мг/мл, даже при кратковременном воздействии (30 мин) наблюдается уменьшение количества микробных клеток, выросших на твердой питательной среде, на 97-100% по сравнению с контролем. Таким образом, наночастицы меди обладают выраженным антибактериальным действием при использовании низких концентраций.
В статье Ding-Bang Xiong et al. (Ding-Bang Xiong, Mu Cao, Qiang Guo, Zhanqiu Tan, Genlian Fan, Zhiqiang Li & Di Zhang High content reduced graphene oxide reinforced copper with a bioinspired nano-laminated structure and large recoverable deformation ability. Scientific Reports volume 6, Article number: 33801 (2016) DOI: 10.1038/srep33801) рассмотрен вопрос об уменьшении расхода оксида графена при изготовлении композитного материала на основе оксида графена и оксида меди за счет синергетического эффекта, возникающего при совместном использовании этих компонентов. Авторы считают, что изготовление смеси оксида графена с нанопорошком оксида меди возможно с высоким содержанием оксида графена (~ 45 объемных %) при изготовлении композита в виде сэндвича при одновременном снижении содержания оксида меди. Этот процесс реализован с обеспечением равномерной дисперсии и упорядочением содержания графена в металлической матрице. Установлено, что механические свойства резко возрастают, слоистый композит показал величину упругой деформации, по меньшей мере, на порядок большую, чем из чистой меди, а также наблюдалось увеличение специфической прочности из-за высокого содержания оксида графена.
В статье, принятой в качестве прототипа (Бактерицидное действие оксида графена / Cu / Ag нанодеривативы против Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, золотистый стафилококк и метициллин-устойчивый золотистый стафилококк/Автор: В. Янкаускайте и др. /ИИЛ: S0378-5173(16)30611-1, ДОИ: http://dx.doi.org/doi: 10.1016/j. ijpharm. 2016.06.121, Ссылка: Место 15878, Международный фармацевтический журнал. Дата получения: 24-3-2016), описан способ получения наноматериала с антибактериальными свойствами. Высококонцентрированная дисперсия оксида графена (GO) в воде (концентрация-5 г/л; состав-углерод (79%), кислород(20%); размер хлопьев-0,5-5 мкм; толщина-1 атомный слой - ≥60%) была приобретена у Graphene Laboratories Inc. и использовалась по мере поступления. Методы синтеза наночастиц металлов были выбраны на основе их простоты и экономичности. Коллоидные растворы Cu (~0,25 мг/л) были приготовлены путем растворения соответствующего количества дигидрата хлорида меди (II) растворяли в деионизированной воде. L-аскорбиновую кислоту по каплям добавляли к водному раствору соли меди при интенсивном перемешивании при температуре 80°С в масляной ванне. Коллоидные растворы Ag (~0,25 мг/л) были приготовлены путем растворения соответствующего количества нитрата серебра в деионизированной воде. Затем раствор смешивали с поливинилпирролидоном (ПВП), растворяют в этаноле и разогревают в микроволновой печи в течение 5 мин. Коллоидные растворы Cu и Ag получали путем смешивания коллоидных растворов Cu и Ag в соотношении 1:1, а растворы GO-Cu-Ag получали путем смешивания высококонцентрированной дисперсии GO в воде с коллоидными растворами Cu и Ag в соотношении 1:1:1 соответственно.
Описанный выше способ характеризуется следующими недостатками: способ технологически сложен и недостаточно эффективен (используются коллоидные растворы серебра и меди, которые менее активны, чем те же материалы в ионной форме, что резко увеличивает нормы расхода. Выбранное соотношение компонентов 1:1:1 экономически неоправданно из-за разницы в стоимости материалов (оксид графена на порядок дороже наночастиц серебра, которые дороже примерно в 10 раз наночастиц меди, кроме того наночастицы меди легко агрегируют в растворе, поэтому их требуется примерно в 2 раза больше). Кроме того, «высококонцентрированная дисперсия оксида графена (GO) в воде (концентрация - 5 г / л), произведенная ф. Graphene Laboratories Inc, уступает оксиду графена с содержанием дисперсии в воде 1%, т.е. 10 г/л.
Технический результат заключается в упрощении технологии, снижении затрат на изготовление наноматериала и повышении воспроизводимости свойств получаемого противомикробного наноматериала.
Технический результат достигается способом получения наноматериала с антимикробными свойствами на основе оксида графена и наночастиц оксида серебра и оксида меди (II), отличающегося тем, что в водную суспензию оксида графена поочередно вводят наночастицы оксида серебра и оксида меди (II) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид графена | 2-6 |
Наночастицы оксида серебра | 4-8 |
Наеночастицы оксида меди (II) | 8-16 |
Вода дистиллированная | остальное, |
и процесс осуществляют при температуре 40-45°С и воздействии ультразвуком в течение 6 ч.
Способ также достигается использованием в качестве водной суспензии оксида графена суспензии с содержанием оксида графена 1%.
Способ также достигается тем, что для применения полученный наноматериал разбавляют водой.
Получение наноматериала биотехнологического назначения на основе оксида графена и наночастиц оксида серебра и оксида меди (II), при котором в водную суспензию оксида графена поочередно вводят наночастицы оксида серебра и оксида меди (II) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид графена | 2-6 |
Наночастицы оксида серебра | 4-8 |
Наеночастицы оксида меди (II) | 8-16 |
Вода дистиллированная | остальное, |
и процесс осуществляют при температуре 40-45°С и воздействии ультразвуком в течение 30 мин после каждого введения наночастиц, что обеспечивает:
- упрощение технологии синтеза композиционного материала за счет сокращения номенклатуры применяемых материалов, проведения технологического процесса в одном аппарате, сокращения продолжительности синтеза композита и уменьшение расхода воды на промывку;
- минимизацию количества применяемого оборудования и соответственно снижение капитальных затрат;
- повышении качества за счет изготовления компонентов на специализированных предприятиях.
Использование наночастиц оксида серебра и оксида меди (II) и суспензии оксида графена обеспечивают повышение качества за счет применения серийно выпускаемых продуктов.
Использование в качестве водной суспензии оксида графена суспензии оксида графена с содержанием оксида графена 1% обеспечивает снижение затрат за счет уменьшения стоимости исходных компонентов и удобства пользования за счет уменьшения объема материала.
Разбавление для применения полученного наноматериала водой позволяет снизить расходы на транспортирование и хранение и повысить удобство применения.
Далее приводятся данные, доказывающие возможность осуществления заявляемого способа и его эффективность.
Для осуществления изобретения применялись следующие исходные вещества.
Оксид графена дисперсия 1% представляет собой окисленные двумерные графеновые пластины толщиной до 15 нм в виде водной суспензии. Основой оксида графена является химически диспергированный графит, содержащий незначительное количество неуглеродных примесей в виде серы. Оксид графена предназначен для использования в химической и нефтеперерабатывающей промышленности в качестве сырьевого компонента для придания конечному продукту (смазочные материалы, противоизносные составы и т.д.) триботехнических и противоизносных свойств. По физико-химическим показателям оксид графена должен соответствовать нормам, указанным в табл. 1.
Наночастицы оксида серебра
Описание
Химическая формула: Ag2O
Физико-химические данные представлены в табл. 2:
Внешний вид: порошок коричнево-черного цвета.
По физико-химическим показателям наночастицы оксида серебра должны соответствовать нормам, указанным в табл. 3.
Гарантийный срок хранения 1 год.
Наночастицы оксида меди (II).
Наночастицы оксида меди (CuO, высокой чистоты, 99.95%, 25-55 нм)
Чистота наночастиц CuO: 99.95% мин
Цвет наночастиц: коричневый, черный
Средний размер наночастиц CuO: 25-55 нм
Коэффициент увеличения объема: 13,98 см3/г
Морфология наночастиц CuO: почти сферическая
Насыпная плотность: 0,79 г/см3
Истинная плотность: 6,4 г/м3
По составу примесей наночастицы CuO должны соответствовать нормам, указанным в табл. 4.
Наночастицы оксида меди (CuO), область применения: Практически нерастворимы в воде. Медленно растворяются в спирте или растворе аммиака. Растворимы в разбавленных кислотах, NH4Cl, (NH4) 2СО3, растворе цианида калия. При высокой температуре оксид меди реагирует с водородом или монооксидом углерода, может восстановиться до металлической меди. Наночастицы оксида меди (II) являются широко используемым материалом. Применяются при получении катализаторов, сверхпроводящих материалов, термоэлектрических материалов, чувствительных материалов, стекла, керамики и в других областях. Кроме того могут использоваться в качестве катализатора сгорания ракетного топлива. Среди прочих сфер применения - керамические резисторы, газовые датчики, магнитные носители, культиваторы ближнего инфракрасного диапазона, фотопроводящие и фототермальные приложения, полупроводники, преобразование солнечной энергии, катализаторы, высокотехнологичные сверхпроводники.
Пример 1.
В 2-литровый стакан залили 600 мл водной суспензии оксида графена, что соответствует введению 6 г сухого оксида графена и поместили в водяную баню с температурой 45°С и после выдержки в течение 30 мин в водную суспензию ввели поочередно 4 г наночастиц оксида серебра и 8 г наночастиц оксида меди (II) и прилили 394 мл дистиллированной воды. Получили 1000 мл раствора с массой сухого остатка 18 г. Смесь обработали ультразвуком в течение 6 часов при перемешивании механической мешалкой (400 об/мин). Получили черную, прозрачную в тонком слое, дисперсию наноматериалов без осадка. Выход полученного наноматериала составил 98% с содержанием в нем оксида серебра 0.4% и оксида меди (II) 0,8%. Размер наночастиц 1.7-8.0 нм по данным просвечивающей электронной микроскопии. Средний размер наночастиц 5.0 нм.
Для проверки устойчивости порцию полученной дисперсии (80 мл) пропустили через центрифугу (30 мин при 5000 об/мин). Осадок был незначителен, оптическая плотность пробы отцентрифугированной дисперсии составляла 0,941 (98% от исходной). Дисперсия была устойчивой при хранении в течение, по крайней мере, недели.
Пример 2.
В 2-литровый стакан залили 200 мл водной суспензии оксида графена, что соответствует введению 2 г сухого оксида графена и поместили в водяную баню с температурой 45°С и после выдержки в течение 30 мин в водную суспензию ввели поочередно 4 г наночастиц оксида серебра и 16 г наночастиц оксида меди (II) и прилили 390 мл дистиллированной воды. Получили 1000 мл раствора с массой сухого остатка 22 г. Смесь обработали ультразвуком в течение 6 часов при перемешивании механической мешалкой (400 об/мин). Получили черную, прозрачную в тонком слое, дисперсию наноматериалов без осадка. Выход полученного наноматериала составил 99% с содержанием в нем оксида серебра 0.4% и оксида меди 1,6%. Размер наночастиц 2-7,5 нм по данным просвечивающей электронной микроскопии. Средний размер наночастиц 5,2 нм.
Для проверки устойчивости порцию полученной дисперсии (80 мл) пропустили через центрифугу (30 мин при 5000 об/мин). Осадок был незначителен, оптическая плотность пробы отцентрифугированной дисперсии составляла 0,940 (97% от исходной). Дисперсия была устойчивой при хранении в течение, по крайней мере, недели.
Пример 3.
В 2-литровый стакан залили 300 мл водной суспензии оксида графена, что соответствует введению 3 г сухого оксида графена и поместили в водяную баню с температурой 45°С и после выдержки в течение 30 мин в водную суспензию ввели поочередно 8 г наночастиц оксида серебра и 12 г наночастиц оксида меди и прилили 390 мл дистиллированной воды. Получили 1000 мл раствора с массой сухого остатка 23 г. Смесь обработали ультразвуком в течение 6 часов при перемешивании механической мешалкой (400 об/мин). Получили черную, прозрачную в тонком слое, дисперсию наноматериалов без осадка. Выход полученного наноматериала составил 99% с содержанием в нем оксида серебра 0.8% и оксида меди 1,2%. Размер наночастиц 1.7-8.5 нм по данным просвечивающей электронной микроскопии. Средний размер наночастиц 6.0 нм.
Для проверки устойчивости порцию полученной дисперсии (80 мл) пропустили через центрифугу (30 мин при 5000 об/мин). Осадок был незначителен, оптическая плотность пробы отцентрифугированной дисперсии составляла 0,941 (98% от исходной). Дисперсия была устойчивой при хранении в течение, по крайней мере, недели.
Пример 4.
В 2-литровый стакан залили 800 мл водной суспензии оксида графена, что соответствует введению 8 г сухого оксида графена и поместили в водяную баню с температурой 45°С и после выдержки в течение 30 мин в водную суспензию ввели поочередно 8 г наночастиц оксида серебра и 20 г наночастиц оксида меди (II) и прилили 186 мл дистиллированной воды. Получили 1000 мл раствора с массой сухого остатка 36 г. Смесь обработали ультразвуком в течение 6 часов при перемешивании механической мешалкой (400 об/мин). Получили черную, прозрачную в тонком слое, дисперсию наноматериалов без осадка. Выход полученного наноматериала составил 95% с содержанием в нем оксида серебра 0.8% и оксида меди 2%. Размер наночастиц 4-10 нм по данным просвечивающей электронной микроскопии. Средний размер наночастиц 7.0 нм.
Для проверки устойчивости порцию полученной дисперсии (80 мл) пропустили через центрифугу (30 мин при 5000 об/мин). Осадок был значителен. Дисперсия непригодна для хранения.
Изучение антимикробного действия полученного наноматериала проводили методом двукратных серийных разведений на референтных штаммах микроорганизмов (Candida albicans АТСС №24433, Staphylococcus aureus АТСС №25923, Escherichia coli АТСС №25922, Enterococcus faecalis АТСС №22212, Pseudomonas aeruginosa ATCC №27853).
Чувствительность опытных штаммов микроорганизмов к полученным наноматериалам определяли invitro на виноградно-сахарном бульоне (ВСБ) и среде Сабуро (по стандартам МУК 4.21890-04) на основании динамики роста культуры. Антимикробную активность оценивали в диапазоне концентраций от 2% до 0,02% (от 20 мг/мл до 0,1875 мг/мл). Препарат предварительно разводили в ВСБ. Тестируемые штаммы микроорганизмов добавляли по 0,1 мл (0, 6 единиц по стандарту мутности МакФарланда) в 5 мл каждого разведения исследуемого вещества.
В результате проведенных экспериментов установлено, что наноматериал, полученный с использованием в качестве стабилизирующей матрицы оксид графена, сорбирующего наночастицы оксида серебра и оксида меди (II) обладает антимикробной активностью в отношении исследуемых штаммов микроорганизмов. В контрольных пробах, т.е. в отсутствие наночастиц оксида серебра и оксида меди (II), наблюдается рост тест-культур.
Предлагаемые способ обеспечивает получение наноматериалов на основе оксида графена и наночастиц оксида серебра и оксида меди (II) и характеризуется простотой способа и стабильностью работы.
Claims (5)
1. Способ получения наноматериала с антимикробными свойствами на основе оксида графена и наночастиц оксида серебра и оксида меди (II), отличающийся тем, что в водную суспензию оксида графена поочередно вводят наночастицы оксида серебра и оксида меди (II) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
и процесс осуществляют при температуре 40-45°С и воздействии ультразвуком в течение 6 ч.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве водной суспензии оксида графена используют суспензию с содержанием оксида графена 1%.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для применения полученный наноматериал разбавляют водой.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019142966A RU2737851C1 (ru) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Способ получения наноматериала биотехнологического назначения на основе оксида графена и наночастиц оксидов серебра и меди |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019142966A RU2737851C1 (ru) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Способ получения наноматериала биотехнологического назначения на основе оксида графена и наночастиц оксидов серебра и меди |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2737851C1 true RU2737851C1 (ru) | 2020-12-03 |
Family
ID=73792644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019142966A RU2737851C1 (ru) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Способ получения наноматериала биотехнологического назначения на основе оксида графена и наночастиц оксидов серебра и меди |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2737851C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2815771C1 (ru) * | 2023-05-03 | 2024-03-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" | Суспензия неорганических наноструктур и способ получения материала, содержащего наночастицы благородных металлов |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107951902A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-04-24 | 厦门源创力科技服务有限公司 | 一种石墨烯抗菌组合物及其制备方法与应用 |
RU2698713C1 (ru) * | 2018-11-28 | 2019-08-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" | Способ получения композиционного материала с противомикробными свойствами на основе оксида графена и наночастиц оксида меди |
CN110506753A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-11-29 | 黄山永瑞生物科技有限公司 | 一种改性纳米银抗菌复合材料的制备方法 |
-
2019
- 2019-12-23 RU RU2019142966A patent/RU2737851C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107951902A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-04-24 | 厦门源创力科技服务有限公司 | 一种石墨烯抗菌组合物及其制备方法与应用 |
RU2698713C1 (ru) * | 2018-11-28 | 2019-08-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный университет имени Г.Р. Державина" | Способ получения композиционного материала с противомикробными свойствами на основе оксида графена и наночастиц оксида меди |
CN110506753A (zh) * | 2019-07-30 | 2019-11-29 | 黄山永瑞生物科技有限公司 | 一种改性纳米银抗菌复合材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JANKAUSKAITE V. et al., Bactericidal effect of graphene oxide/Cu/Ag nanoderivatives against Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus and Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, International Journal of Pharmaceutics, 2016, vol. 511, pp. 90-97. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2815771C1 (ru) * | 2023-05-03 | 2024-03-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна" | Суспензия неорганических наноструктур и способ получения материала, содержащего наночастицы благородных металлов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rajesh et al. | Synthesis of copper nanoparticles and role of pH on particle size control | |
Roomi et al. | SnO2: Au/carbon quantum dots nanocomposites: synthesis, characterization, and antibacterial activity | |
Hosseinkhani et al. | Determining the antibacterial effect of ZnO nanoparticle against the pathogenic bacterium, Shigella dysenteriae (type 1) | |
Vijayakumar et al. | Biosynthesis, characterisation and anti-bacterial effect of plant-mediated silver nanoparticles using Artemisia nilagirica | |
Alzahrani et al. | Antibacterial activity of trimetal (CuZnFe) oxide nanoparticles | |
Bindhu et al. | Synthesis and characterization of zinc oxide nanostructures and its assessment on enhanced bacterial inhibition and photocatalytic degradation | |
CN113016823B (zh) | 一种光热抗菌近红外双金属纳米粒子的制备方法 | |
Castro Alarcon et al. | Antibacterial activity of nanoparticles of titanium dioxide, intrinsic and doped with indium and iron | |
Zamana et al. | Antibacterial potential of silver nanoparticles synthesized using tri-sodium citrate via controlled exploitation of temperature | |
RU2698713C1 (ru) | Способ получения композиционного материала с противомикробными свойствами на основе оксида графена и наночастиц оксида меди | |
Alhadrami et al. | Antibacterial applications of anatase TiO2 nanoparticle | |
CN1919000A (zh) | 载银铵改性纳米沸石抗菌剂及其制备方法 | |
RU2737851C1 (ru) | Способ получения наноматериала биотехнологического назначения на основе оксида графена и наночастиц оксидов серебра и меди | |
Hona et al. | Antimicrobial effect of copper nanoparticles synthesized by chemical method | |
Femi et al. | Anti bacterial effect of ZnO-Au nanocomposites | |
Murthy et al. | Gallium oxide nanoparticle induced inhibition of bacterial adhesion and biofilm formation | |
Moustafa et al. | Hydrothermal preparation of TiO 2-Ag nanoparticles and its antimicrobial performance against human pathogenic microbial cells in water | |
Rashidova et al. | Biologically Active Cu/Ag Core–Shell Nanoparticles: Synthesis and Physicochemical Properties | |
Haque et al. | Facile fabrication of copper oxide nanoparticles for antimicrobial activity | |
Wang et al. | Synthesis and characterization of natural polymer/inorganic antibacterial nanocomposites | |
Yang et al. | Preparation and antibacterial mechanism of copper-based silica nanocomposite materials | |
Myrzabayevich | KHAN NATALYA VLADIMIROVNA | |
Chakra et al. | Structural, antimicrobial and electrochemical properties of Cu/TiO2 nanocomposites | |
Lepcha et al. | MoS 2 and MoSe 2 2D nanosheets-based supramolecular nanostructure scaffold-capped Ag-NPs: exploring their morphological, anti-bacterial, and anticancer properties | |
Ghazi et al. | Antibacterial studying of silver nanoparticles synthesized by chemical reduction method using different stabilized concentrations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210518 Effective date: 20210518 |