Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2473897

(19)

RU

(11)

2473897

(13)

C1

(51) МПК G01N33/20 (2006.01)

B82B3/00 (2006.01)

B82Y5/00 (2011.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.01.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011135388/15, 24.08.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

24.08.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 24.08.2011

(45) Опубликовано: 27.01.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: GODYMCHUK A.Yu. «Dissolution of Copper Nanopowders in Inorganic Biological Media» Russian Journal of General Chemistry, 2010, Vol.80, No.5, pp.881-888. ГОДЫМЧУК А.Ю. Дисперсность нанопорошков в простейших физиологических растворах. Сборник трудов II Международной научно-практической конференции молодых ученых «Ресурсоэффективныетехнологии для будущих поколений» 2010. ЗЕФИРОВ Н.С. Химическая энциклопедия в 5-ти томах, т. 1. - М., 1998. РЛС-онлайн «Физиологический раствор «Физиоложика», 31.07.1998. WEI BAI «Toxicity of zinc oxide nanoparticles to zebrafish embryo: a physicochemical study of toxicity mechanism» Journal Nanopart Res (2010) 12:1645-1654.

Адрес для переписки:

634050, г.Томск, пр. Ленина, 30, ГОУ ВПО "Национальный исследовательский Томский политехнический университет", отдел правовой охраны результатов интеллектуальной деятельности

(72) Автор(ы):

Годымчук Анна Юрьевна (RU),

Зыкова Анна Петровна (RU),

Арзамасцева Евгения Юрьевна (RU),

Юнда Елена Николаевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

(54) ЛИОЗОЛЬ НА ОСНОВЕ НАНО- И МИКРОЧАСТИЦ ДЛЯ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к лиозолю для токсикологических испытаний. Заявленный лиозоль содержит 0,5-1 мас.% нано- и микрочастиц металлов и/или оксидов металлов, 0,6-0,9 мас.% хлористого натрия, 4,0-4,5 моногидрата глюкозы и дистиллированную воду. Заявленное изобретение обеспечивает агрегативно-устойчивые лиозоли для исследования порошковых материалов путем определения их токсикологических свойств в условиях in vivo. 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области токсикологии, экологии, биотехнологии и контроля производственной безопасности и может быть использовано при проведении токсикологических испытаний нано- и микропорошков металлов и/или оксидов металлов в условиях in vivo.

Известен состав лиозоля для токсикологических исследований, содержащий морскую соль, нанопорошок оксида цинка (nZnO) с размером частиц ~26 нм или промышленный порошок оксида цинка (ZnO) с размером частиц ~216 нм [S.W.Y.Wong et al. Toxicities of nano zinc oxide to five marine organisms // Anal Bioanal Chem (2010) 396:609-618]. Способ приготовления лиозоля заключается в непрерывном перемешивании водного раствора морской соли и порошков оксида цинка с помощью магнитной мешалки (200 об./мин) при комнатной температуре (25±2°C) в течение 3 дней с получением дисперсий со средним размером дисперсной фазы ~2 мкм. Приготовленный лиозоль используется для изучения токсичных свойств порошков оксида цинка по отношению к морским диатомным водорослям [S.W.Y.Wong et al. Toxicities of nano zinc oxide to five marine organisms // Anal Bioanal Chem (2010) 396:609-618].

Основным недостатком состава является создание агрегативно-неустойчивого лиозоля с непостоянным размером агломератов для nZnO ~2,6 мкм и для ZnO ~1,7 мкм. Кроме того, недостатком является длительная пробоподготовка порошковых нано- и микрочастиц для исследования путем перемешивания на магнитной мешалке, а также необходимость исследования лиозоля сразу после пробоподготовки.

Известен состав лиозоля для токсикологических исследований, содержащий раствор тетрагидрофурана и диоксида титана (TiO 2 ), и состав лиозоля, содержащий раствор тетрагидрофурана и порошок фуллерена (C 60 ) для токсикологических исследований на беспозвоночных водных организмах [A.Baun et al. Ecotoxicity of engineered nanoparticles to aquatic invertebrates: a brief review and recommendations for future toxicity testing / Ecotoxicology (2008) 17:387-395]. Приготовление суспензии из раствора тетрагидрофурана и диоксида титана (TiO 2 , размером наночастиц 10-20 нм) и суспензии из раствора тетрагидрофурана и порошка фуллерена (C 60 , размер частиц ~1 нм) осуществляется при воздействии ультразвука в течение 48 часов. Размер агломератов в приготовленных лиозолях составляет для TiO 2 ~100 нм, для C 60 ~2 нм.

Основным недостатком состава является применение раствора тетрагидрофурана, в присутствии которого усиливаются токсичные свойства образцов, а также применение длительной пробоподготовки с применением ультразвука.

Известен состав лиозоля для токсикологических исследований на эмбрионах Danio rerio, содержащий нанопорошок оксида цинка, дистиллированную воду с содержанием солей: NaCl, KCl, CaCl 2 , MgSO 4 и растворимый кислород, выбранный нами за прототип [W.Bai et al. Toxicity of zinc oxide nanoparticles to zebrafish embryo: a physicochemical study oftoxicity mechanism / Journal Nanopart Res (2010) 12:1645-1654]. Лиозоль для токсикологических исследований готовили из нанопорошков оксида цинка (ZnO) с размером частиц 30 нм и нетоксичного физиологического раствора с помощью диспергирования ультразвуком (50 Вт, 40 кГц) в течение 30 мин. Физиологический раствор готовили на основе дистиллированной воды с содержанием солей: NaCl - 1,25 мас.%, KCl - 0,02 мас.%, CaCl 2 - 0,03 мас.%, MgSO 4 - 0,03 мас.% и растворимого кислорода >0,063 мас.%.

Недостатком данного состава является приготовление седиментационно неустойчивого лиозоля с размерами агломератов порошка в диапазоне 0,5-1,0 мкм и более.

Основной технической задачей предложенного изобретения является возможность создания агрегативно-устойчивого лиозоля, содержащего нано- и микрочастицы металлов и/или оксидов металлов в физиологическом растворе, использующихся для исследования порошковых материалов путем определения их токсических свойств в условиях in vivo.

Основная техническая задача достигается тем, что лиозоль содержит дистиллированную воду, натрий хлористый и нано- и микрочастицы металлов и/или оксидов металлов и он дополнительно содержит глюкозу (C 6 H 12 O 6 ) моногидрат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нано- и микрочастицы металлов и/или оксидов металлов

0,5-1

Физиологический раствор:

Натрий хлористый

0,6-0,9

Глюкоза (C 6 H 12 O 6 ), моногидрат

4,0-4,5

Дистиллированная вода

Остальное

Предлагаемый лиозоль на основе нано- или микрочастиц и физиологического раствора позволяет сохранить химическую стабильность и дисперсность нано- или микрочастиц металлов и/или оксидов металлов в лиозоле, не требуя добавления химических растворителей, стабилизаторов, дополнительного диспергирования с помощью ультразвука, магнитного перемешивания и т.д. Более того, раствор глюкозы является источником легкоусвояемого организмом ценного питательного материала, а также одним из компонентов крови и межклеточных жидкостей. Выбранная среда не только не является токсичной для живых организмов, но и используется для терапевтического лечения. После поступления в организм глюкоза участвует в аэробном распаде и полностью утилизируется организмом. Преимуществами предлагаемого состава являются сокращение времени пробоподготовки для исследования нано- и микрочастиц металлов и/или оксидов металлов путем определения их токсических свойств в условиях in vivo и возможность приготовления стабильных в течение 60-70 часов дисперсий нано- и микрочастиц металлов и/или оксидов металлов.

Пример конкретного выполнения. Лиозоль, содержащий наночастицы цинка, приготавливают путем смешивания нанопорошка цинка с физиологическим раствором. 100 г физиологического раствора готовят путем растворения 0,7 г натрия хлористого и 4,3 г глюкозы моногидрат в дистиллированной воде со значением pH 6,2-7,4. Физиологический раствор используют для приготовления суспензии с концентрацией твердой фазы 1 мас.% путем добавления нанопорошка цинка со среднеповерхностным размером частиц R=62,1 нм (таблица 1). Приготовленную суспензию перемешивают в течение 5 минут с помощью лопастной мешалки, после чего суспензию разделяют на две фазы с помощью декантации в течение 60-90 мин. После осаждения и декантации твердой фазы раствор представляет собой агрегативно-устойчивый лиозоль, в котором распределены нано- и микрочастицы цинка с концентрацией твердой фазы 0,5 мас.%.

Аналогично описанному примеру готовят лиозоль, в котором распределены нано- и микрочастицы металлов и/или оксидов металлов согласно таблице 1.

Таким образом, предлагаемый состав позволяет готовить содержащие нано- или микрочастицы агрегативно-устойчивые лиозоли для исследования порошковых материалов металлов и/или оксидов металлов путем определения их токсических свойств в условиях in vivo.

Формула изобретения

Лиозоль на основе нано- и микрочастиц для токсикологических испытаний, содержащий дистиллированную воду, натрий хлористый и нано- и микрочастицы металлов и/или оксидов металлов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит глюкозу C 6 H 12 O 6 моногидрат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нано- и микрочастицы металлов и/или оксидов металлов

0,5-1

Физиологический раствор:

Натрий хлористый

0,6-0,9

Глюкоза (C 6 H 12 O 6 ), моногидрат

4,0-4,5

Дистиллированная вода

Остальное