Водний розчин неколоїдної кремнієвої та борної кислот, спосіб його одержання та його застосування

1. Водний розчин, що містить борну та неколоїдну кремнієву кислоту, а також добавку, що абсорбує воду, де кремній у вигляді стабілізованих олігомерів кремнієвої кислоти, які мають розмір, менший, ніж 4 нм, присутній у концентрації від 0,01 до 2 мас. %, а бор у вигляді борної кислоти присутній у концентрації від 0,0001 до 4 мас. %, при цьому розчин має значення рН нижче 2. 2. Розчин згідно з п. 1, який відрізняється тим, що здатний до фільтрування через фільтр 0,1 мікрона. 2 (19) 1 3 80969 4 19. Застосування розчину згідно з одним з пп. 1-8 14. Застосування згідно з п. 13, яке відрізняється для внесення до місць утримання риби після його тим, що розчин розведений у 200-20000 разів розведення. перед нанесенням на трав'янисті рослини або дерева водою. 20. Застосування згідно з п. 19, яке відрізняється тим, що розчин розведений у 1000-30000 разів 15. Застосування згідно з п. 13 або п. 14 яке перед внесенням до місць утримання риби. відрізняється тим, що розчин використаний для зміцнення трав'янистих рослин або дерев, для 21. Застосування згідно з одним з пп. 19 або 20, підвищення їх стійкості проти однієї або більше з яке відрізняється тим, що розчин використаний групи мікробних інфекцій, комах, шкідників, грибків для зміцнення риби та для підвищення її стійкості або екстремальних фізичних умов. до мікробної інфекції. 16. Застосування згідно з одним з пп. 13-15, яке 22. Застосування згідно з одним з пп. 19-21, яке відрізняється тим, що розчин використаний у відрізняється тим, що розчин використаний у комбінації з мінералами, поживними речовинами, поєднанні з мінералами, поживними речовинами, антимікробними агентами, інсектицидами, антимікробними агентами або з їх комбінаціями. пестицидами, фунгіцидами, гербіцидами або їх комбінаціями. 23. Застосування розчину згідно з одним з пп. 1-8 для зміцнення сполучної тканини, кісток, шкіри, 17. Застосування згідно з одним з пп. 13-16, яке нігтів, артерій, хрящів та суглобів або при лікуванні відрізняється тим, що розчин використаний для захворювань, пов'язаних з кістками, шкірою, концентрування бору та кремнію в овочах та артеріями, сполучною тканиною, хрящами, фруктах. суглобами, остеопорозом, ревматичними захворюваннями, артеріосклерозом, волоссям, 18. Застосування згідно з одним з пп. 13-17, яке нігтями та шкірними захворюваннями, серцевовідрізняється тим, що розчин нанесений шляхом судинними захворюваннями, алергічними розбризкування на трав'янисті рослини або дерева захворюваннями, артритом та дегенеративними та/або їх листя або доданий до середовища, в захворюваннями, у формі лікарського препарату. якому розміщені корені трав'янистих рослин або дерев. 24. Застосування розчину згідно з п. 9 або п. 10 як харчової добавки або допоміжної речовини. Винахід відноситься до водних розчинів, які містять біодоступні кремній та бор, що можуть використовуватися для зміцнення трав'янистих рослин або дерев, або як корму або харчових добавок для людини та тварин. Винахід також відноситься до способів приготування стабільних розчинів, що містять біодоступні кремній та бор. Кремній представляє собою суттєвий поживний елемент для рослин, він присутній у вигляді слабо концентрованої ортокремнієвої кислоти (H2SiO4) у грунті та у воді океанів. У сучасних сільськогосподарських системах розчини поживних речовин містять, головним чином, недостатню кількість ортокремнієвої кислоти, а силікати, що додаються, не здатні компенсувати цей дефіцит. Кремнієва кислота у деяких випадках включається у композиції поживних речовин, але при цьому не є в достатній мірі біодоступною як така, оскільки силікати є слабко розчинними у воді. Силікати погано абсорбуються організмами. Звичайно, ортокремнієва кислота є кремнієвою сполукою з найвищою біодоступністю для діатомових водоростей, рослин, тварин та людини. У воді силікати та силікагелі повільно гідролізуються в ортокремнієву кислоту, яка є слабко розчинною, та швидко полімеризуються у маленькі частинки (неколоїдний матеріал (такий, що не викликає опалесценції, не мутний)). Такі полімеризовані структури безпосередньо агрегують у більш довгі ланцюги (все ще неколоїдні), це приводить до утворення справжньої сітки (колоїдної; такої, що викликає опалесценцію, мутної). Цей процес приводить до утворення м'якого гелю, який є слабко біодоступним. Утворення цих колоїдів та гелів є залежним від значення рН. Більш тривалий час утворення гелю має місце при рН 2. При нижчих значеннях рН та більш лужних значеннях рН час утворення колоїдів та заключного утворення гелю зменшується [ller RK. The Chemistry of Silica. Wiley: New York, 1979]. Згідно з цим посиланням стадії від мономера до золь-гелієвої полімеризації можуть бути впорядковані, як приведено нижче: 1. мономер ортокремнієвої кислоти у кислому середовищі; 2. полімеризація мономерів ортокремнієвої кислоти у маленькі олігомери (головним чином, димери, тримери та тетраметри, лінійні або циклічні); 3. подальша конденсація у лінійні або випадковим чином розгалужені полімери (маленькі частинки, +/- 2нм) (презоль); 4. збільшення розміру цих частинок (золь, колоїдний розчин, розмір частинок приблизно 5100нм); 5. зв'язування частинок у ланцюги (агрегація, колоїд); 6. зв'язування з утворенням сітки та поширення у рідині (агрегація, прегель); 7. загуснення у гель (гель). 5 80969 6 харчування та харчових добавок. Fresenius J. Anal. Згідно з літературними даними кремній Chem. 199; 363: 541-4]. Використання добавок допомагає зміцнювати корені рослин, а також є кремнію також знижує токсичність алюмінію. суттєвим для гарного росту рослин та збільшення Алюміній інгібує утворення кісток, а це корелює з стійкості до хвороб. Листя зміцнюється шляхом неврологічними захворюваннями, подібними утворення кремнієвої кислоти, яка діє як хворобі Паркінсона та хворобі Альцгеймера. механічний бар'єр. Кремній також зв'язує рослинні Кремній пов'язаний з еластичністю артерій та речовини, такі, як цукри, білки або фенольні стінок кровоносних судин, а також стимулює сполуки, які є присутніми у всіх видах рослинних імунну систему. волокон. Міцелій грибів не може проникати у Існують клінічні дослідження, що рослини будь-яким чином. Кремній підвищує демонструють покращення при шкірних хворобах, врожай, індукує стійкість до стресу, сприяє серцевих хворобах, ревматичних хворобах, боротьбі з шкідниками, знижує токсичність певних псоріазі, захворюваннях кісток, тощо, при мінеральних речовин, таких, як магній або використанні силікагелю. Силікагелі алюміній, збільшує толерантність до промерзання, використовуються у всьому світі. Проте ці гелі є регулює вміст води та покращує тургор листя, що слабко біодоступними, що пов'язано з труднощами приводить до покращення фотосинтезу. Було розчинення колоїдної кремнієвої кислоти. описано, що кремній всмоктується через корені як Згідно з цим, для використання силікону ортокремнієва кислота. Звичайно, ефективним біодоступним шляхом можна використовуються силікати, кремнезем використовувати неколоїдний розчин орто(кизельгель), метасилікати, цеоліти та інші кремнієвої кислоти та можна запобігати утворенню кремнієві сполуки, проте вони мають низьку колоїду та гелю. Проте, дуже складно інгібувати біодоступність. утворення колоїду та утворення гелю у високо Нові хімічні сполуки, які використовуються у концентрованих розчинах (>10-4мол Si) при всіх сільському господарстві, також індукують значеннях рН. Колоїди та гелі не є біодоступними, полімеризацію та агрегацію ортокремнієвої але колоїди повільно деполімеризуються у кислоти у колоїди (наприклад, фториди, нітро- та невеликі частинки та ортокремнієву кислоту. Така хлоровані сполуки, інсектициди, антибіотики, деполімеризація є обмеженою та не відрізняється фунгіциди, тощо). Таким чином, синергетична високою відтворюваністю, оскільки ці колоїди є активність, що існує між коренями та відносно нестабільними та їх полімеризація мікроорганізмами та приводить до кращої залежить від вмісту води, рН та концентрації солі. біодоступності мінералів та розчинення силікатів, Це приводить до дуже низької концентрації усувається або знижується, що, у свою чергу, ортокремнієвої кислоти, що включається у всі види приводить до одержання більш слабких рослин, біологічних матеріалів, у шлунково-кишковій які мають більш низький вміст мінеральних системі та залишкових колоїдних матеріалах. речовин. Для того, щоб вирішити цю проблему, Майже як кремній, бор також вважається рослини повинні одержувати більше добрив, ніж важливим мікроелементом. Бор представляє це необхідно, а також мають бути захищені від собою суттєвий елемент, важливість якого для інсектицидів, фунгіцидів, тощо, у більшій мірі, ніж рослин добре підтверджена. Нестача цього це необхідно. Це, зокрема, є проблемою для елемента приводить до інгібування росту [Ishii рослин, які вирощуються у гідрокультурі. T.,Matsunanga Т., Hayashi N. Утворення У доповнення до важливості кремнію для рамногалактуронан II боратного димера у пектині рослин, існує також підтвердження, що кремній є визначає товщину клітинної стінки тканини суттєвим елементом для тварин та людини [DE гарбуза. У Plant Phisiology; 126: (4) 1698 - 1705 Aug 19530882]. Це питання виникає у зв'язку з тим, що 2001], борна кислота відстрочує старіння квітів кремній також здатний захищати та зміцнювати злакових рослин [Serrano Μ., Amoros Α., Pretel MT, тварин та людину стосовно проникнення Martinez-Madrid MC, Romojaro F. Розчини для патогенних мікроорганізмів (бактерій, грибів) та консервації, що містять борну кислоту, може безпосередньо бути пов'язаний з певними відстрочують старіння квітів злакових. Postharvest фізіологічними умовами. Людський організм Biology and Technology; 23: (2) 133-142; Nov 2001]. містить дуже значну кількість кремнію, набагато Високі концентрації бору у воді забезпечують більшу, ніж для більшості суттєвих мікроелементів, підвищення врожаю культур. Борна кислота подібних Mn, Fe, Cu або Zn. Окремі органи, використовується як фунгіцид, інсектицид при сполучні тканини, хрящі та кістки містять високі різних, але вищих концентраціях. Як гербіцид вона кількості кремнію. Деякі дослідження показують, є сильною отрутою. Вона може виявляти свій що вміст кремнію зменшується з віком. Вагітні вплив як сполука для десикації, або вона може жінки мають низьку концентрацію кремнію у інігібувати фотосинтез та пригнічувати водорості у сироватці крові, а використання ними добавок, що басейнах та системах стічних вод. Як фунгіцид містять кремній, продемонструвало терапевтичну вона використовується як консервант для дію на шкіру, при цьому також знижується деревини. Борна кислота, таким чином, токсичність алюмінію [Reffitt DM, Jugdaohsingh R, використовується у сільському господарстві та у Thompson RPH, Powell J.J.: Кремнієва кислота: її галузях, відмінних від сільського господарства, поглинання шлунково-кишковим трактом та зокрема, у продуктах харчування та у галузі виведення з сечею у людини та вплив на переробки продуктів харчування. виведення алюмінію. J. Inorg. Biochem. 1999; 76: Бор також використовується у людей для Van Dyck K., Van Cauwennbergh R., Robberecht H., лікування ран, при інфекціях піхви, для Deelstra H.: Біодоступність кремнію з продуктів 7 80969 8 тривалого періоду часу при відсутності промивання очей, у косметиці та у продуктах полімеризації з утворенням гелю такого розчину у харчування як консервант або антимікробна комбінації з борною кислотою. сполука, як слабкий антисептик. Вона також має Даний винахід включає водний розчин борної противірусну активність. Висока токсичність кислоти та неколоїдної кремнієвої кислоти. Цей обмежує її використання як антимікробної сполуки розчин також включає добавку що абсорбує воду. для тварин та людини. До 1980 року бор вважався Розчин містить біодоступний неколоїдний розчин несуттєвим елементом у харчуванні людини. кремнієвої кислоти, при цьому розчин є стабільним Нещодавно багаточисленні дослідження на протягом періоду часу >1 року. тваринах та людині показали, що він також є Винахід також включає спосіб приготування суттєвим для нормального росту рослин, він також розчину, в якому одна або більше сполук кремнію є важливим для утворення гормонів, які втягнені у та бору є гідролізованими у кислому середовищі, метаболізм кісток (тестостерон та естроген). Він що містить одну або більше розчинених (в значній також втягнений у мінералізацію кісток. мірі) добавок, що абсорбують воду (гумектантів). У природі бор (подібно до кремнію) знайдений Винахід також включає застосування цього у джерелах вулканічної води та інших природних розчину, в якому, після розведення, розчин водах (мінеральних джерелах), а також у вигляді наносять на трав'янисті рослини або дерева для боратів у мінералах. підвищення резистентності проти однієї або Комбінації кремнію та бору у харчових більше з групи мікробних інфекцій, комах, добавках або у лікарських засобах є відомими з шкідників, грибів, бур'янів або екстремальних літератури. Наприклад, у [DE 19530882] фізичних умов, або як корм для риби. Винахід використовується лікарський засіб, що включає також включає застосування розчину для 21,43мас.% кремнію (з кремнезему) та 2,14мас.% застосування для зміцнення сполучних тканин, (з бури). Цей лікарський засіб використовується як кісток, шкіри, нігтів, артерій, хрящів та суглобів у тверда речовина або як рідина. Значний недолік тварин та людини. полягає у тому, що кремній не є біодоступним у Було несподівано виявлено, що біодоступність такий спосіб. Інший документ [WO 00/27221] композиції неколоїдної кремнієвої кислоти у описує розчин для концентрації металів у комбінації з борною кислотою забезпечує рослинах, що містить принаймні 100мг/кг кремнію підвищену біодоступність кремнієвої кислоти. та принаймні 100мг/кг бору. У цьому випадку Ефекти, які були виявлені, були недоліком є те, що кремній не є біодоступним, або продемонстровані для однієї з цих слабких кислот, є важко біодоступним. Межі, в яких додають але тільки, коли вони використовуються у кремній та бор, можуть приводити до утворення комбінації. Біологічні впливи додання кремнієвої композицій, які негативно впливають на кислоти набагато вищі у випадку, коли додається біодоступність. Наприклад, у людей висока борна кислота. Таким чином, винахід включає абсорбція кремнію може привести до утворення водний розчин, що містить борну кислоту та каменів та піску, до імунологічних впливів або до неколоїдну кремнієву кислоту. Згідно з цим бор не накопичення кремнію. Обидва ці елементи може виконувати свою власну функцію, перешкоджають також поглинанню інших присутність бору також поліпшує функцію мінералів. Високе поглинання бору підвищує рівні кремнієвої кислоти. Проте, ці впливи одержують тестостерону та естрогену та може перешкоджати тільки, коли слабкі кислоти використовуються функції гормону навколо щитовидної залози. разом, а кремнієва кислота не полімеризується у Борна та кремнієва кислоти є слабкими великі частинки. кислотами та слабо розчинні у воді. Вони є Функція бору як синергетичного елементу у звичайними компонентами незабрудної води у розчині з неколоїдною кремнієвою кислотою всьому світі та є життєво необхідними для наявна тільки тоді, коли співвідношення бору до мінерального балансу рослин, тварин та людини. кремнію не є досить високим. Розчин згідно з Усі ці кислоти є виснаженими у забруднених даним винаходом має співвідношення кремнію та системах та їх біодоступність зменшується. бору від 1 до 1000. У літературі описані також комбінації, що не Оскільки кремнієва кислота для забезпечення використовують кремній у його біодоступній формі біодоступності повинна бути присутня у та не використовують синергетичного впливу бору неколоїдній формі, то утворення колоїдної на біодоступність неколоїдного кремнію. Крім того, кремнієвої кислоти слід уникати. Цього можна існує також потреба у розчині з високою досягти шляхом вибору правильної концентрації, концентрацією кремнієвої кислоти, що може наприклад, концентрації нижче приблизно 10-4 використовуватися як матковий розчин, в якому моль Sі. Розчин згідно з даним винаходом повинен кремнієва кислота присутня у неколоїдній формі, фільтруватися через фільтр 0,1 мікрон, наприклад, незважаючи на її високі концентрації та мембранний фільтр. Здатний до фільтрування присутність бору. означає, що приблизно 90% або більше розчину Задачею винаходу є створення розчину, що проходить через фільтр. Коли концентрація є має підвищену біодоступність та активність досить високою та утворюється колоїдна кремнію (у формі кремнієвої кислоти) у присутності кремнієва кислота, частина розчину не буде бору (у формі борної кислоти) у цьому розчині. проходити через фільтр. Іншою задачею винаходу є приготування високо У цьому розчині концентрації кремнієвої концентрованого розчину кремнієвої кислоти, що кислоти та бору у вигляді борної кислоти будуть не полімеризується та/або гелю, що може складати від приблизно 0,0001 до 0,005мас.% та зберігатися як матковий розчин протягом 9 80969 10 концентрованому матковому розчині може 0,000001 до 0,005мас.%, відповідно, переважно вимірюватися за допомогою добре відомої реакції від приблизно 0,0001 до 0,01мас.% та 0,000001 до кремнієво-молібденової кислоти [R.K. IIеr, 1979, 0,01мас.%. р.95-105). Застосування цього способу не Розчин, як описано вище, не може мати високу показало позитивної реакції. Це означає, що концентрацію кремнієвої кислоти. Це може бути матковий розчин згідно з винаходом представляє несприятливим при застосуванні такого розчину собою розчин, який включає олігомери або при зберіганні такого розчину. Це означає, що стабілізованої кремнієвої кислоти (олігомерні необхідні великі об'єми. Зараз було несподівано частинки), які є меншими, ніж приблизно 4нм, та виявлено, що комбінація кремнієвої кислоти, включає вільну ортокремнієву кислоту, яка не борної кислоти та сильної добавки, що абсорбує вимірюється. Такі стабілізовані олігомери воду (гумектанта, який є здатним поглинати воду кремнієвої кислоти не полімеризуються далі до для утримання її в абсорбованому вигляді та для колоїду (золь, агрегати) або гелю, та здатні до запобігання випаровуванню води), може вирішити фільтрування через фільтр 0,1 мікрон або, цю проблему. У цьому втіленні розчин може наприклад, фільтр 20,000MW. Така форма включати високу концентрацію неколоїдної кремнієвої кислоти у фазі 2 та 3 є біодоступною. кремнієвої кислоти (наприклад, досягається Проте розчин згідно з винаходом, що містить 2мас.% концентрація Si), підтримує синергетичний майже В, неколоїдний кремній, тобто, кремній, що ефект присутності борної кислоти, коли розчин переважно знаходиться на стадії 2 (полімеризація також включає добавку, що абсорбує воду. Такий ортокремнієвої кислоти у маленькі олігомери розчин буде мати низьке значення рН, нижче рН 2, (головним чином, димери, тримери та тетраметри, та бажано нижче значення рН 1, наприклад 0,5. лінійні або циклічні) та стадії 3 (лінійні або Таке низьке значення рН може бути досягнуто випадковим чином розгалужені полімери (маленькі шляхом додання кислот, подібних НСІ або Н3РО4, частинки, +/- 2нм) (презоль)), та ще менші кількості Оскільки значення рН є дуже низьким (наприклад мономера ортокремнієвої кислоти, що не