Спосіб діагностики життєздатності яєць нематод

Спосіб діагностики життєздатності яєць гельмінтів, що включає дію на яйця гельмінтів хімічною речовиною, який відрізняється тим, що як хімічну сполуку використовують аніоноподібні наноаквахелати олова, в яких комплексоутворювачем виступають наночастинки металу з поверхневим електричним зарядом зі знаком "мінус", а в ролі лігандів - молекули води та лимонної кислоти, і проявляється у взаємодії яєць нематод з аніоноподібними наноаквахелатами олова завдяки селективній седиментації наночастинок на оболонці життєздатних яєць паразитів. (19) (21) u200902811 (22) 26.03.2009 (24) 27.07.2009 (46) 27.07.2009, Бюл.№ 14, 2009 р. (72) ВОЛОШИНА НАТАЛІЯ ОЛЕКСІЇВНА, КІЛОЧИЦЬКИЙ ПЕТРО ЯКОВИЧ, КАПЛУНЕНКО ВОЛОДИМИР ГЕОРГІЙОВИЧ, КОСІНОВ МИКОЛА ВАСИЛЬОВИЧ (73) ВОЛОШИНА НАТАЛІЯ ОЛЕКСІЇВНА, КІЛОЧИЦЬКИЙ ПЕТРО ЯКОВИЧ, КАПЛУНЕНКО ВОЛОДИМИР ГЕОРГІЙОВИЧ, КОСІНОВ МИКОЛА ВАСИЛЬОВИЧ 3 ється за допомогою електричне заряджених наночастинок олова, які отримують способом ерозійновибухової нанотехнології (див. Патент України на корисну модель №23550. Спосіб ерозійновибухового диспергування металів. МПК B22F 9/14. Опубл. 25.05.2007. Бюл. №7.). Отриманий таким чином хелатний комплекс олова має координаційне число більше 12 та поверхневий заряд не менше 4×10-18 Кл. При цьому сферична форма наночастинок дозволяє отримати рівномірний електричний заряд на їх поверхні, що створює передумови для щільного і рівномірного оточення наночастинки дисоційованими молекулами води, що є диполями із зарядами зі знаком «плюс», розміщеними на ядрах водню. В результаті, утворюється хелатний комплекс, стійкість якого забезпечується кулонівськими силами, що виникають між поверхнею зарядженої металевої наночастинки і диполями води. Стійкість хелатного комплексу не залежить від розмірів наночастинок, оскільки поверхневий електричний заряд, а, відповідно, і координаційне число сферичної наночастинки-комплексоутворювача пропорційні її розміру завдяки тому, що різні за розміром наночастинки набувають заряду в потоках електронів приблизно однієї щільності. Молекули води розташовуються навколо наночастинки і створюють наногідратну оболонку. Ця оболонка оберігає наночастинки від агломерації та випадання в осад. Величина наногідратної оболонки залежить від поверхневого заряду наночастинки. Таким чином, стійкість аквахелату визначається двома чинниками: наявністю поверхневого заряду у наночастинок і наногідратною оболонкою навколо них. Така індивідуальна стійкість аквахелату забезпечує стабільність колоїдного розчину без будь-яких додаткових речовин - стабілізаторів. Молекули води в наногідратних оболонках аквананокомплексів легко заміщаються (частково або повністю) молекулами карбонових кислот, білків або вуглеводів рослинного чи тваринного походження, утворюючи широкий спектр нових функціональних наноматеріалів. Реалізація методу на практиці полягає в тому, що в середовище, де знаходяться яйця гельмінтів, вводять електричне заряджені наночастинки олова у складі водного колоїдного розчину. Наноаквахелати олова отримують шляхом диспергування олов'яних гранул імпульсами електричного струму у воді (див. Патент України на корисну модель №29281. Спосіб отримання аквахелату нанометалу. МПК C07F 19/00. Опубл. 10.01.2008. Бюл. №1.). Між негативно зарядженими наночастинками та позитивно зарядженими оболонками яєць гельмінтів виникають кулонівські сили та проявляється ефект селективної седиментації наночастинок на поверхню лише життєздатних яєць. 43033 4 * Приклад. Для перевірки ефективності методу із застосуванням заявленої діючої речовини було проведено досліди. У чашки Петрі поміщали життєздатні і нежиттєздатні яйця аскариди свиної - Ascaris suum (Goeze, 1782) на різних стадіях ембріонального розвитку. Нежиттєздатні яйця аскариди отримували, піддаючи дії високої температури (+90°С у водяній бані) протягом 30хв. Їх стан перевіряли методом культивування у термостаті при температурі +28°С протягом 15 діб та наступним фарбуванням. Суміш різноякісних яєць аскариди у кількості 100-130 штук вміщували у чашку Петрі, додавали 5см3 дистильованої води та 2см3 колоїду наноаквахелату олова (гідратовані і карботовані наночастинки олова із вмістом металу 100мг/дм3 і слабо кислою реакцією - рН 6,2-6,9). Зберігали при кімнатній температурі. Через 120хв. навколо життєздатних яєць формувався шар із наночастинок, добре помітний при малому збільшенні мікроскопу (Фіг.1). Ефект селективної седиментації відмічали лише навколо живих яєць аскариди, незалежно від ступеню їх ембріонального розвитку. Пік седиментації наночасток припадав на 25-46год. експерименту. На 80-90год. експерименту яйця втрачали життєздатність, що проявлялося в очищенні їх поверхні від наночастинок. Всі яйця аскариди в кінці досліду виявились нежиттєздатними та неінвазійними, що було підтверджено шляхом експериментального зараження лабораторних мишей. Цим експериментом вдалося підтвердити селективний характер взаємодії наноолова лише з життєздатними яйцями аскариди, що містили живих личинок (Фіг.2). Висновок: проведені дослідження свідчать, що використовуючи аквахелати олова можна надійно діагностувати життєздатність яєць нематод на будь-якій стадії ембріонального розвитку і без застосування додаткових процедур (фарбування, підігрівання тощо). Для цього достатньо до яєць нематод, що містяться у водному середовищі додати наночастинки олова у концентрації 100мг/дм3 (рН 6,7-6,9) із розрахунку 1:3 (1 частина нанорозчину на 3 частини суспензії яєць). Ефект селективної седиментації наночасток на поверхню яєць нематоди проявляється вже через 2-46 годин. Життєздатність яєць нематод діагностується на 100%, незалежно від стадії ембріонального розвитку. Виходячи з наведеного, запропонований спосіб можна вважати високоефективним, універсальним та рентабельним (у десятки разів заощаджує робочий час працівників лабораторій та пов'язані з цим енергетичні витрати; не вимагає коштовної апаратури), значно простішим і доступнішим у застосуванні порівняно з існуючими методами. 5 43033 6 * Фіг.1. Життєздатне яйце Ascaris Фіг.2. Прояв селективності седиментації наночастинок олова: suum, із седиментованими нано1 - нежиттєздатне яйце з плазматичною масою частинками олова всередині; 2 - нежиттєздатне яйце з личинкою; 3 - життєздатне яйце з личинкою, вкрите наночастинками олова Комп’ютерна верстка Л. Купенко Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601