RU2761210C1 - Method for producing a supramolecular gel containing silver nanoparticles - Google Patents
Method for producing a supramolecular gel containing silver nanoparticles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2761210C1 RU2761210C1 RU2021104957A RU2021104957A RU2761210C1 RU 2761210 C1 RU2761210 C1 RU 2761210C1 RU 2021104957 A RU2021104957 A RU 2021104957A RU 2021104957 A RU2021104957 A RU 2021104957A RU 2761210 C1 RU2761210 C1 RU 2761210C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cysteine
- silver
- concentration
- nitrite
- mixture
- Prior art date
Links
- FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N Silver ion Chemical compound [Ag+] FOIXSVOLVBLSDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title abstract description 3
- XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N L-Cysteine Chemical compound SC[C@H](N)C(O)=O XUJNEKJLAYXESH-REOHCLBHSA-N 0.000 claims abstract description 95
- 239000004201 L-cysteine Substances 0.000 claims abstract description 48
- 235000013878 L-cysteine Nutrition 0.000 claims abstract description 48
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 25
- KKKDGYXNGYJJRX-UHFFFAOYSA-M silver nitrite Chemical compound [Ag+].[O-]N=O KKKDGYXNGYJJRX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 23
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 4
- GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N sodium;9,10-dioxoanthracene-2-sulfonic acid Chemical compound [Na+].C1=CC=C2C(=O)C3=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C3C(=O)C2=C1 GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 6
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 abstract description 6
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 23
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- -1 silver ions Chemical class 0.000 description 6
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- 238000006193 diazotization reaction Methods 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002524 electron diffraction data Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 3
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 3
- PWKSKIMOESPYIA-UHFFFAOYSA-N 2-acetamido-3-sulfanylpropanoic acid Chemical compound CC(=O)NC(CS)C(O)=O PWKSKIMOESPYIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 229940005654 nitrite ion Drugs 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002211 ultraviolet spectrum Methods 0.000 description 2
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N Nitrous acid Chemical compound ON=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 description 1
- 229940041181 antineoplastic drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 239000012279 sodium borohydride Substances 0.000 description 1
- 229910000033 sodium borohydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229920002677 supramolecular polymer Polymers 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
- A61K31/185—Acids; Anhydrides, halides or salts thereof, e.g. sulfur acids, imidic, hydrazonic or hydroximic acids
- A61K31/19—Carboxylic acids, e.g. valproic acid
- A61K31/195—Carboxylic acids, e.g. valproic acid having an amino group
- A61K31/197—Carboxylic acids, e.g. valproic acid having an amino group the amino and the carboxyl groups being attached to the same acyclic carbon chain, e.g. gamma-aminobutyric acid [GABA], beta-alanine, epsilon-aminocaproic acid or pantothenic acid
- A61K31/198—Alpha-amino acids, e.g. alanine or edetic acid [EDTA]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K33/00—Medicinal preparations containing inorganic active ingredients
- A61K33/24—Heavy metals; Compounds thereof
- A61K33/38—Silver; Compounds thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B3/00—Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01G—WEIGHING
- G01G5/00—Weighing apparatus wherein the balancing is effected by fluid action
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения супрамолекулярных наноразмерных структур из серебра, а именно супрамолекулярного геля, содержащего наночастицы серебра, полученных в результате восстановления ионов серебра L-цистеином. Получаемая система может быть использована в медицине в качестве гель-спрея, содержащего наночастицы серебра, как антисептическое средство широкого спектра действия.The invention relates to the field of obtaining supramolecular nanoscale structures from silver, namely a supramolecular gel containing silver nanoparticles, obtained as a result of the reduction of silver ions with L-cysteine. The resulting system can be used in medicine as a gel spray containing silver nanoparticles, as a broad-spectrum antiseptic.
Известно получение различных наноразмерных структур на основе смешения раствора L-цистеина и нитрата серебра.It is known to obtain various nanoscale structures by mixing a solution of L-cysteine and silver nitrate.
Так, RU 2423384, опубл. 10.07.2011, смешивают раствора L-цистеина и раствор нитрата серебра, так что концентрация L-цистеина в исходной смеси составляет от 1,14⋅10-4 до 1,17⋅10-2 M, а концентрация нитрата серебра в 1,2-2,0 раза превышает концентрацию L-цистеина. Выдерживают полученную смесь в термостате, защищенном от света, при температуре 10-60°С в течение 0,3-48,0 часов. Таким образом, получают водный раствор разветвленных фрактальных кластеров.So, RU 2423384, publ. On July 10, 2011, a solution of L-cysteine and a solution of silver nitrate are mixed, so that the concentration of L-cysteine in the initial mixture is from 1.14⋅10 -4 to 1.17⋅10 -2 M, and the concentration of silver nitrate is 1.2 -2.0 times the concentration of L-cysteine. The resulting mixture is kept in a thermostat protected from light at a temperature of 10-60 ° C for 0.3-48.0 hours. Thus, an aqueous solution of branched fractal clusters is obtained.
В RU 2432937, опубл. 10.11.2011, смешивают водный раствор L-цистеина концентрации 0,5⋅10-4 М до 1,17⋅10-2 М L-цистеина в 1 мл раствора и нитрат серебра, концентрация которого в 1,25 раза превышает концентрацию L-цистеина. Смесь оставляют вызревать в защищенном от света месте на 10 часов при комнатной температуре. Далее к полученному раствору кластеров добавляют водный раствор сульфата щелочного или щелочноземельного металла в таком количестве, чтобы содержание сульфата металла в смеси составляло от 2,5⋅10-4 М до 8⋅10-4 М в 1 мл. Смесь выдерживают в термостате при температуре 15-30°С в защищенном от света месте в течение 20 часов. Таким образом, получают низкоконцентрированные гели.In RU 2432937, publ. 11/10/2011, mix an aqueous solution of L-cysteine with a concentration of 0.5⋅10 -4 M to 1.17⋅10 -2 M L-cysteine in 1 ml of solution and silver nitrate, the concentration of which is 1.25 times higher than the concentration of L- cysteine. The mixture is left to mature in a place protected from light for 10 hours at room temperature. Next, an aqueous solution of an alkali or alkaline earth metal sulfate is added to the resulting cluster solution in such an amount that the content of metal sulfate in the mixture is from 2.5⋅10 -4 M to 8⋅10 -4 M per ml. The mixture is kept in a thermostat at a temperature of 15-30 ° C in a dark place for 20 hours. Thus, low concentration gels are obtained.
В RU 2526390, опубл. 20.08.2014, смешивают водные растворы нитрата серебра концентрации 0,00÷10,02 М/л и L-цистеина концентрации 0,00125÷0,04 М/л, при мольном соотношении нитрата серебра и L-цистеина в диапазоне 1,25÷2,00. Выдерживают смесь при температуре 15÷55°C в течение 0,34÷48,00 часов в защищенном от света месте. Полученный раствор супрамолекулярного полимера разбавляют водой в объемном соотношении 1:1 и добавляют водный раствор боргидрида натрия концентрации 0,003÷0,010 М/л при постоянном перемешивании. Таким образом, получают наночастицы серебра со средним гидродинамическим радиусом 20 нм.In RU 2526390, publ. 08/20/2014, mix aqueous solutions of silver nitrate concentration 0.00 ÷ 10.02 M / L and L-cysteine concentration 0.00125 ÷ 0.04 M / L, with a molar ratio of silver nitrate and L-cysteine in the range of 1.25 ÷ 2.00. Maintain the mixture at a temperature of 15 ÷ 55 ° C for 0.34 ÷ 48.00 hours in a dark place. The resulting solution of the supramolecular polymer is diluted with water in a volume ratio of 1: 1 and an aqueous solution of sodium borohydride with a concentration of 0.003 ÷ 0.010 M / L is added with constant stirring. Thus, silver nanoparticles with an average hydrodynamic radius of 20 nm are obtained.
К недостаткам известных способов получения наноразмерных структур можно отнести: невозможность одностадийного получения супрамолекулярного геля, содержащего наночастицы серебра; присутствие в получаемых композициях токсичных ионов, таких как нитрат, что ограничивает возможность медицинского применения.The disadvantages of the known methods of obtaining nanoscale structures include: the impossibility of one-stage production of a supramolecular gel containing silver nanoparticles; the presence in the resulting compositions of toxic ions such as nitrate, which limits the possibility of medical use.
Исследованием уровня техники установлено отсутствие способов получения супрамолекулярного геля, содержащего наночастицы серебра, на основе L-цистеина и нитрита серебра.A study of the prior art established the absence of methods for producing a supramolecular gel containing silver nanoparticles based on L-cysteine and silver nitrite.
Технический результат настоящего изобретения заключается в получении тиксотропного геля, содержащего стабилизированные наночастицы серебра со средним диаметром от 10 до 50 нм.The technical result of the present invention is to obtain a thixotropic gel containing stabilized silver nanoparticles with an average diameter of 10 to 50 nm.
Технический результат достигается в одну стадию смешением водного раствора L-цистеина, с концентрацией его в исходной смеси 0,01 М/л, с водным раствором нитрита серебра концентрации 0,01 М/л, таким образом, чтобы мольное соотношении L-цистеина и нитрита серебра и находилось в диапазоне 1,00 ÷ 1,60. При этом осуществляется образование слегка опалесцирующего раствора. При выдержке полученного раствора в защищенном от света месте в течение 4 ÷ 12 часов при температуре от 18 до 28°С получают прозрачный желтоватый тиксотропный гель.The technical result is achieved in one stage by mixing an aqueous solution of L-cysteine, with its concentration in the initial mixture of 0.01 M / L, with an aqueous solution of silver nitrite with a concentration of 0.01 M / L, so that the molar ratio of L-cysteine and nitrite silver and was in the range of 1.00 ÷ 1.60. This results in the formation of a slightly opalescent solution. When the resulting solution is kept in a place protected from light for 4-12 hours at a temperature of 18 to 28 ° C, a transparent yellowish thixotropic gel is obtained.
Возможное использование геля, получаемого заявляемым способом: в медицине и оториноларингологии, в качестве противораковых препаратов, в ветеринарии и других медицинских применениях. Оптимальные размеры наночастиц серебра при таком применении лежат в диапазоне от 10 до 50 нм.Possible use of the gel obtained by the claimed method: in medicine and otorhinolaryngology, as anticancer drugs, in veterinary medicine and other medical applications. The optimal sizes of silver nanoparticles for this application are in the range from 10 to 50 nm.
Преимущество заявляемого способа по сравнению с известными способами заключается в: получении супрамолекулярного геля, содержащего наночастицы серебра, в одну стадию, без введения посторонних ионов, таких как, например, сульфат; возможность получения наночастиц серебра, стабилизированных аминокислотой, без использования дополнительных стабилизаторов; для реализации способа не требуется введение восстановителей, облучение и т.д. Возможность медицинского применения подчеркивается отсутствием в заявляемой композиции посторонних токсичных ионов, что достигается использованием в заявляемом способе нитрита серебра. При этом, при смешении исходных реагентов, из заявляемой композиции выводится нитрит ион, за счет протекания реакции диазотирования аминогруппы L-цистеина с выделением азота. The advantage of the proposed method in comparison with known methods is: obtaining a supramolecular gel containing silver nanoparticles, in one stage, without introducing foreign ions, such as, for example, sulfate; the ability to obtain amino acid-stabilized silver nanoparticles without the use of additional stabilizers; the implementation of the method does not require the introduction of reducing agents, irradiation, etc. The possibility of medical use is emphasized by the absence of foreign toxic ions in the claimed composition, which is achieved by using silver nitrite in the claimed method. At the same time, when the initial reagents are mixed, the nitrite ion is removed from the claimed composition, due to the occurrence of the diazotization reaction of the amino group of L-cysteine with the release of nitrogen.
Изобретение иллюстрируется Фиг. 1-6.The invention is illustrated in FIG. 1-6.
Фиг. 1. УФ-спектры L-цистеин/AgNO2 системы при толщине слоя раствора 1мм и 25°С, концентрации L-цистеина в конечном растворе 0,003 М, нитрита серебра 0,003 М: 1 - после мгновенного смешения компонентов; 2 - через 20 минут от начала смешения; 3 - через 3 часа от начала смешения.FIG. 1. UV spectra of the L-cysteine / AgNO 2 system at a solution layer thickness of 1 mm and 25 ° C, L-cysteine concentration in the final solution 0.003 M, silver nitrite 0.003 M: 1 - after instant mixing of the components; 2 - after 20 minutes from the start of mixing; 3 - after 3 hours from the start of mixing.
Фиг. 2. Вязкостные свойства системы. а - зависимость вязкости системы от времени; б -поведение гидрогеля сразу после встряхивания; концентрация L-цистеина в конченом растворе 0,003 М, нитрита серебра 0,003 М, 25 °С.FIG. 2. Viscous properties of the system. a - the dependence of the viscosity of the system on time; b - the behavior of the hydrogel immediately after shaking; concentration of L-cysteine in the finished solution 0.003 M, silver nitrite 0.003 M, 25 ° C.
Фиг. 3. Микроснимки образцов гелей при различном увеличении: а - концентрация L-цистеина в конченом растворе 0,003 М, нитрита серебра 0,003 М; б - концентрация L-цистеина в конченом растворе 0,003 М, нитрита серебра 0,00375 М.FIG. 3. Micrographs of gel samples at different magnifications: a - concentration of L-cysteine in the finished solution 0.003 M, silver nitrite 0.003 M; b - concentration of L-cysteine in the finished solution 0.003 M, silver nitrite 0.00375 M.
Фиг. 4. Электронограмма образца гидрогеля. Концентрация L-цистеина в конченом растворе 0,003 М, нитрита серебра 0,018 М.FIG. 4. Electron diffraction pattern of the hydrogel sample. The concentration of L-cysteine in the finished solution is 0.003 M, silver nitrite is 0.018 M.
Фиг. 5. Профиль элементного анализа: а - раствора L-цистеина; б - геля; концентрация L-цистеина в конченом растворе 0,003 М, нитрита серебра 0,003 М.FIG. 5. Elemental analysis profile: a - L-cysteine solution; b - gel; concentration of L-cysteine in the finished solution 0.003 M, silver nitrite 0.003 M.
Фиг. 6. ИК-спектры поглощения образцов: 1 - L-цистеина; 2 - геля; концентрация L-цистеина в конченом растворе 0,003 М, нитрита серебра 0,003 М.FIG. 6. IR absorption spectra of samples: 1 - L-cysteine; 2 - gel; concentration of L-cysteine in the finished solution 0.003 M, silver nitrite 0.003 M.
В заявляемом способе происходит образование L-цистеин/Ag+ комплексов, из которых вследствие окислительно-восстановительной реакции образуются цистеин-стабилизированные наночастицы серебра. Одновременно с этим, из слабой азотистой кислоты в кислой среде, формируется нитрозоний катион, что определяет протекание реакции диазотирования амино-группы L-цистеина. Общая схема реакции диазотирования:In the claimed method, the formation of L-cysteine / Ag + complexes occurs, from which, due to the redox reaction, cysteine-stabilized silver nanoparticles are formed. At the same time, a nitrosonium cation is formed from a weak nitrous acid in an acidic medium, which determines the course of the diazotization reaction of the amino group of L-cysteine. General scheme of the diazotization reaction:
R-NH3 + + NO2 - = R-OH + H2O + N2 R-NH 3 + + NO 2 - = R-OH + H 2 O + N 2
Одновременное протекание этих химических превращений позволяет в одну стадию получать гидрогель, формирующийся in situ, содержащий стабильные наночастицы серебра. При этом существует возможность варьирования размеров наночастиц серебра от 10 до 50 нм и более, которые также формируются in situ, за счет изменения соотношения исходных компонентов.The simultaneous occurrence of these chemical transformations makes it possible, in one stage, to obtain a hydrogel formed in situ, containing stable silver nanoparticles. In this case, it is possible to vary the size of silver nanoparticles from 10 to 50 nm and more, which are also formed in situ, by changing the ratio of the initial components.
Вследствие реакции диазотирования, в системе практически не остается токсичных анионов, таких как нитрит, что снижает общую токсичность заявляемой системы.Due to the diazotization reaction, practically no toxic anions, such as nitrite, remain in the system, which reduces the overall toxicity of the claimed system.
Протекание вышеуказанных реакций подтверждается УФ-спектрами раствора, полученного при смешении исходных реагентов. Так при мгновенном смешении исходных компонентов наблюдаются две полосы поглощения при 280 и 354 нм, которые соответствуют формированию L-цистеин/Ag+ комплексов и акватированному нитрит-иону соответственно (Фиг. 1, кривая 1). Через 20 минут от начала смешения данные полосы пропадают (Фиг. 1, кривая 2). Через 3 часа наблюдаются новые полосы поглощения при 315 и 395 нм, которые соответствуют L-цистеину, аргентофильным взаимодействиям и плазмонному резонансу в наночастицах серебра, соответственно (Фиг. 1, кривая 3). При мольном соотношении L-цистеина к нитриту серебра 1,60 формировался из раствора гидрогель, имеющий более желтую окраску, а полоса поглощения, отвечающая плазмонному резонансу в наночастицах серебра, сдвигалась до 413 нм, что свидетельствует о росте концентрации наночастиц серебра и увеличении их размера. The progress of the above reactions is confirmed by the UV spectra of the solution obtained by mixing the starting reagents. So with instant mixing of the initial components, two absorption bands are observed at 280 and 354 nm, which correspond to the formation of L-cysteine / Ag + complexes and aquated nitrite ion, respectively (Fig. 1, curve 1). After 20 minutes from the start of mixing, these bands disappear (Fig. 1, curve 2). After 3 hours, new absorption bands are observed at 315 and 395 nm, which correspond to L-cysteine, argentophilic interactions and plasmon resonance in silver nanoparticles, respectively (Fig. 1, curve 3). At a molar ratio of L-cysteine to silver nitrite of 1.60, a yellow hydrogel was formed from the solution, and the absorption band corresponding to plasmon resonance in silver nanoparticles shifted to 413 nm, which indicates an increase in the concentration of silver nanoparticles and an increase in their size.
Образование геля подтверждается существенным ростом вязкости раствора, полученного смешением исходных реагентов (Фиг. 2). Вязкость системы растет со временем и через 3 часа выходит на постоянное значение (Фиг. 2а). При встряхивании гидрогеля он переходил в состояние раствора (Фиг. 2б), а при последующем нахождении его в состоянии покоя около 1 суток снова образовывался гель, что доказывает его тиксотропные свойства. The formation of a gel is confirmed by a significant increase in the viscosity of the solution obtained by mixing the starting reagents (Fig. 2). The viscosity of the system increases with time and after 3 hours it reaches a constant value (Fig. 2a). When the hydrogel was shaken, it passed into a solution state (Fig. 2b), and when it was subsequently resting for about 1 day, a gel was again formed, which proves its thixotropic properties.
Пространственная сетка геля, построенная из L-цистеин/Ag+ комплексов - серые области и L-цистеин/Ag0 наночастиц серебра - темные области (Фиг. 3 а и б), наблюдается на снимках, полученных на просвечивающем электронном микроскопе, образцов, полученных смещением исходных реагентов в различных пропорциях.The spatial network of the gel, built from L-cysteine / Ag + complexes - gray areas and L-cysteine / Ag 0 silver nanoparticles - dark areas (Fig. 3 a and b), is observed in images obtained with a transmission electron microscope, samples obtained displacement of the starting reagents in various proportions.
Наличие наночастиц серебра в образце подтверждается электронограммой (Фиг. 4). На электронограмме наблюдаются характерные для наночастиц серебра дифракционные кольца 111, 200, 220, 311 и рефлексы.The presence of silver nanoparticles in the sample is confirmed by an electron diffraction pattern (Fig. 4). The electron diffraction pattern shows
Из анализа профиля элементного анализа, полученного на просвечивающем электронном микроскопе, показывает, что в ходе реакции количество азота значительного уменьшается (Фиг. 5). При этом соотношение серы к серебру соответствует мольным концентрациям исходных компонентов.From the analysis of the elemental analysis profile obtained with a transmission electron microscope, it shows that during the reaction the amount of nitrogen is significantly reduced (Fig. 5). In this case, the ratio of sulfur to silver corresponds to the molar concentrations of the starting components.
На основании анализа ИК-спектров поглощения образцов можно сделать вывод, что в полученном геле отсутствуют полосы поглощения, соответствующие колебаниям амино-группы (Фиг. 6).Based on the analysis of the IR absorption spectra of the samples, it can be concluded that in the resulting gel there are no absorption bands corresponding to the vibrations of the amino group (Fig. 6).
Таким образом, инструментальными методами исследования подтверждается достижение технического результата заявляемым способом.Thus, instrumental research methods confirm the achievement of the technical result by the claimed method.
Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.
Приготовляются водные растворы L-цистеина концентрации 0,01 М/л и нитрита серебра концентрации 0,01 М/л.Aqueous solutions of L-cysteine with a concentration of 0.01 M / L and silver nitrite with a concentration of 0.01 M / L are prepared.
Получение геля.Getting the gel.
Смешивают водный раствор L-цистеина с водным раствором нитрита серебра так, чтобы концентрация L-цистеина в смеси составляла 0,003 М, а отношение молярных концентраций нитрита серебра к L-цистеину в смеси находилось в диапазоне от 1,00 до 1,60. Далее смесь оставляют в защищенном от света месте при температуре 18-28°С на 4-12 часов для формирования геля. An aqueous solution of L-cysteine is mixed with an aqueous solution of silver nitrite so that the concentration of L-cysteine in the mixture is 0.003 M, and the ratio of the molar concentrations of silver nitrite to L-cysteine in the mixture is in the range from 1.00 to 1.60. Then the mixture is left in a dark place at a temperature of 18-28 ° C for 4-12 hours to form a gel.
Примеры реализации заявляемого способа.Examples of the implementation of the proposed method.
0,6 мл. 0,01 М водного раствора L-цистеина смешивают с 0,6 мл 0,01 М водного раствора нитрита серебра, добавляют 0,8 мл дистиллированной воды, так что концентрация L-цистеина в смеси составляет 0,003 М, а отношение молярных концентраций нитрита серебра к L-цистеину в смеси составляет 1,00. Полученную смесь оставляют в защищенном от света месте при температуре 25°С на 10 часов для формирования геля. Получают супрамолекулярный гель, содержащий наночастицы серебра размером 10-50 нм (Фиг. 3а).0.6 ml. 0.01 M aqueous solution of L-cysteine is mixed with 0.6 ml of 0.01 M aqueous solution of silver nitrite, 0.8 ml of distilled water is added, so that the concentration of L-cysteine in the mixture is 0.003 M, and the ratio of molar concentrations of silver nitrite to L-cysteine in the mixture is 1.00. The resulting mixture is left in a dark place at a temperature of 25 ° C for 10 hours to form a gel. A supramolecular gel is obtained containing silver nanoparticles with a size of 10-50 nm (Fig. 3a).
0,6 мл. 0,01 М водного раствора L-цистеина смешивают с 0,75 мл 0,01 М водного раствора нитрита серебра, добавляют 0,65 мл дистиллированной воды, так что концентрация L-цистеина в смеси составляет 0,003 М, а отношение молярных концентраций нитрита серебра к L-цистеину в смеси составляет 1,25. Полученную смесь оставляют в защищенном от света месте при температуре 25°С на 10 часов для формирования геля. Получают супрамолекулярный гель, содержащий наночастицы серебра размером 10-50 нм, однако концентрация наночастиц в этом случае выше, чем в первом случае (Фиг. 3б).0.6 ml. 0.01 M aqueous solution of L-cysteine is mixed with 0.75 ml of 0.01 M aqueous solution of silver nitrite, 0.65 ml of distilled water is added, so that the concentration of L-cysteine in the mixture is 0.003 M, and the ratio of molar concentrations of silver nitrite is to L-cysteine in the mixture is 1.25. The resulting mixture is left in a dark place at a temperature of 25 ° C for 10 hours to form a gel. A supramolecular gel is obtained containing silver nanoparticles with a size of 10-50 nm, however, the concentration of nanoparticles in this case is higher than in the first case (Fig. 3b).
Изобретение позволяет получить супрамолекулярный тиксотропный гель, содержащий наночастицы серебра, пригодный для применения в целях медицины. Заявляемый способ может быть реализован на стандартном оборудовании химической лаборатории.The invention allows to obtain a supramolecular thixotropic gel containing silver nanoparticles, suitable for use in medicine. The inventive method can be implemented on standard chemical laboratory equipment.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021104957A RU2761210C1 (en) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | Method for producing a supramolecular gel containing silver nanoparticles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021104957A RU2761210C1 (en) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | Method for producing a supramolecular gel containing silver nanoparticles |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2761210C1 true RU2761210C1 (en) | 2021-12-06 |
Family
ID=79174236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021104957A RU2761210C1 (en) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | Method for producing a supramolecular gel containing silver nanoparticles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2761210C1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2423384C1 (en) * | 2009-10-08 | 2011-07-10 | Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Тверской государственный университет | Method of preparing aqueous system for branched fractal clusters based on l-cysteine |
| RU2526390C1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тверской государственный университет | Method of obtaining silver nanoparticles |
-
2021
- 2021-02-26 RU RU2021104957A patent/RU2761210C1/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2423384C1 (en) * | 2009-10-08 | 2011-07-10 | Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Тверской государственный университет | Method of preparing aqueous system for branched fractal clusters based on l-cysteine |
| RU2526390C1 (en) * | 2013-03-12 | 2014-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тверской государственный университет | Method of obtaining silver nanoparticles |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| АДАМЯН А.Н., ПЕРЕВОЗОВА Т.В., ПАХОМОВ П.М., ХИЖНЯК С.Д. Гелеобразование в низкоконцентрированных водных растворах, содержащих L-цистеин и соли серебра, 2015, стр. 25-26. * |
| АДАМЯН А.Н., ПЕРЕВОЗОВА Т.В., ПАХОМОВ П.М., ХИЖНЯК С.Д. Гелеобразование в низкоконцентрированных водных растворах, содержащих L-цистеин и соли серебра, 2015, стр. 25-26. ПЕРЕВОЗОВАТ.В., ХИЖНЯК С.Д. И ДР. ГЕЛЕОБРАЗОВАНИЕ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ L-ЦИСТЕИНА И НИТРИТА СЕРЕБРА//Вестник ТвГУ. Серия "Химия". 2016. N. 2, с. 135-143. * |
| ПЕРЕВОЗОВАТ.В., ХИЖНЯК С.Д. И ДР. ГЕЛЕОБРАЗОВАНИЕ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ L-ЦИСТЕИНА И НИТРИТА СЕРЕБРА//Вестник ТвГУ. Серия "Химия". 2016. N. 2, с. 135-143. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Faure et al. | Spontaneous formation of silver nanoparticles in multilamellar vesicles | |
| McLeod et al. | Synthesis and stabilization of silver metallic nanoparticles and premetallic intermediates in perfluoropolyether/CO2 reverse micelle systems | |
| US20080241473A1 (en) | Metallic fine particle dispersed film, and process for producing the same | |
| CN109069441A (en) | Utilize the optical property and structural stability of ionic species control photon structure | |
| CN107427586A (en) | EDDS chelated nano cerium oxides with catalase sample activity | |
| Asenath-Smith et al. | Role of akaganeite (β-FeOOH) in the growth of hematite (α-Fe2O3) in an inorganic silica hydrogel | |
| CN105234388A (en) | Stability-enhanced nano-silver and preparation method and application thereof | |
| Calandra et al. | Physicochemical Investigation of Lightfast AgCl and AgBr Nanoparticles Synthesized by a Novel Solid− Solid Reaction | |
| US20060034924A1 (en) | Mesostructured silica/block copolymer monoliths as a controlled release device and methods of manufacture | |
| RU2761210C1 (en) | Method for producing a supramolecular gel containing silver nanoparticles | |
| RU2526390C1 (en) | Method of obtaining silver nanoparticles | |
| Mao et al. | Theoretical and experimental study of the mechanisms of phosphate removal in the system containing Fe (III)-ions | |
| KR20130042363A (en) | Novel fabrication of polyethyleneimine-capped au-ag alloy nanoparticles | |
| RU2641111C1 (en) | Method of obtaining supramolecular hydrogel | |
| DE112011104683B4 (en) | Nonionic N-vinylbutyrolactam-iodine solution with high stability and its manufacturing process | |
| Choi et al. | Facile room-temperature synthesis of cerium carbonate and cerium oxide nano-and microparticles using 1, 1′-carbonyldiimidazole and imidazole in a nonaqueous solvent | |
| RU2423384C1 (en) | Method of preparing aqueous system for branched fractal clusters based on l-cysteine | |
| Zhang et al. | Thiol-functionalized chitosan poly (protic ionic liquids) hydrogel selectively anchors gold nanoparticles for aqueous catalysis | |
| EP2998272B1 (en) | Inorganic, silica based solid foam particles with closed internal pores, their preparation and their use as a filling or storage material | |
| Ray et al. | Growth kinetics of silver bromide nanoparticles in aqueous nonionic surfactant solutions | |
| DE102011055861B4 (en) | Process for the preparation of monodisperse pectin microgels using a microfluidic system | |
| DE10127729C2 (en) | Stable aqueous chlorine-oxygen solution which is essentially free of chlorite, process for its preparation and its use | |
| TWI782199B (en) | Antibacterial colloid, method for manufacturing the same, and system comprising the same | |
| Jiang et al. | Adsorption of oppositely charged polyelectrolyte/gemini surfactant mixtures at the air/water interface and the effects of NaBr: a surface tension study | |
| RU2623251C2 (en) | Method of producing a colloidal water solution of silver |