Спосіб оцінки безпеки продуктів нанотехнології

Спосіб оцінки безпеки продуктів нанотехнології, що включає визначення величини гострої токсичності речовин (DL50), який відрізняється тим, що додатково оцінюють їх хімізм, стехіометрію, хімічну чистоту та біодоступність і порівнюють їх відповідно з хімізмом, стехіометрією, хімічною чистотою та біодоступністю аналогічних продуктів, отриманих класичними методами. (19) (21) u201109379 (22) 26.07.2011 (24) 27.02.2012 (46) 27.02.2012, Бюл.№ 4, 2012 р. (72) СЕРДЮК АНДРІЙ МИХАЙЛОВИЧ, ГУЛІЧ МАРІЯ ПАВЛІВНА, ЄМЧЕНКО НАТАЛІЯ ЛЬВІВНА, ТОМАШЕВСЬКА ЛЮДМИЛА АНАТОЛІЇВНА, БАБІЙ ВІТАЛІЙ ФІЛІМОНОВИЧ, ХАРЧЕНКО ОЛЬГА ОЛЕГІВНА, ЄРМОЛЕНКО ВАЛЕНТИНА ПАВЛІВНА, ЯЩЕНКО ОКСАНА ВЛАДИСЛАВІВНА, МОІСЕЄНКО ІРИНА ЄВГЕНІЇВНА 3 67535 Задача була вирішена тим, що в способі оцінки безпеки продуктів нанотехнології, який включає визначення величини гострої токсичності речовин (DL50), згідно із запропонованим рішенням, додатково оцінюють їх хімізм, стехіометрію, хімічну чистоту та біодоступність і порівнюють їх з хімізмом, стехіометрією, хімічною чистотою і біодоступністю аналогічних продуктів, отриманих класичними методами. Це дозволяє підвищити достовірність інтегральної оцінки негативного впливу речовин на живі організми. Спосіб реалізується наступним чином: Приклад 1. Визначення стехіометричного складу продуктів. Об'єктом дослідження були розчини цитрату цинку, отримані за нанотехнологією, та сульфат цинку. За аналог об'єкта прийняли комплексну сполуку [ZnCit] , яка утворюється при розчиненні цитрату цинку Zn3(Cit)2H2O в воді. Враховуючи те, що розчини цитрату цинку, отримані за нанотехнологією, досить концентро3 вані (1-20 г/дм ), для визначення в них цинку вибрано метод комплекснометричного титрування. 4 Титрування цинку здійснювали етилендіамінтетраоцтовою кислотою (вона ж комплексон, вона ж трилон Б) в присутності металохромних індикаторів. Визначення лимонної кислоти проводили титруванням за реакцією нейтралізації з фенолфталеїном. Після визначення вмісту у досліджуваних розчинах цинку і лимонної кислоти можна оцінити їх фактичне вагове співвідношення та співставити його з теоретичною величиною (розрахованою для звичайного отриманого шляхом неорганічного синтезу цитрату цього металу). В такому цитраті цинку вагові співвідношення між цитратом і металом обчислюються як відношення молекулярної маси цитрату і атомної маси цинку та були такими: 190:13:65,37 або 2,93:1:(3:1). Вміст у розчинах цитрату цинку, отриманих за аквананотехнологією металу (цинку) і цитрату, а також фактичні результати визначення вагових співвідношень компонентів досліджуваних розчинів наведені в таблиці 1. Таблиця 1 № серії 1 2 Зразок цитрату 3 Вміст цинку, г/дм цинку Zn1 0,84 Zn2 13,55 Zn3 11,81 Zn4 5,40 Zn № 1 2,97 Zn № 2 5,60 Zn № 3 1,33 Вміст лимонної кислоти, 3 г/дм 25,28 73,47 83,80 8,05 12,395 19,19 6,12 Приклад 2. Оцінка хімізму цитрату цинку, отриманого за нанотехнологією, здійснювалась шляхом дослідження хімічної поведінки його в реакціях, характерних для іонів цинку і цитрат Співвідношення компонентів у цитратах 1:30,01 1:5,42 1:7,10 1:1,49 1:4,17 1:3,43 1:4,62 іонів у порівнянні з цитратом цинку, отриманим методом хімічного синтезу. Результати представлені в таблицях 2 і 3. Таблиця 2 Оцінка хімізму цитратів цинку, отриманих за нанотехнологією, та методом хімічного синтезу. Реакція на цинк (умови проведення) 3NaOH 0,1 N 3NH4OH 0,1 N 3 індикатором ЕХЧ, рН 10 3 індикатором ПАР рН 6 Титрування комплексоном з ЕХЧ Результат Для наноцитрату цинку Для звичайного цитрату цинку Утворення білого осаду Утворення білого осаду Розчинення осаду Розчинення осаду Забарвлення розчину в винно - Забарвлення розчину в винночервоний колір червоний колір Забарвлення розчину в оранжевий Забарвлення розчину в оранколір жевий колір Перехід забарвлення від винно- Перехід забарвлення від винночервоного до синього червоного до синього 5 67535 6 Таблиця 3 Характерна хімічна поведінка лимонної кислоти Результат Для наноцитрату цинку Для звичайного цитрату цинку 3 індикатором фенолфталеїном 3 індикатором фенолфталеїном перехід забарвлення від безбарв- перехід забарвлення від безбаного до рожевого рвного до рожевого Титрування з NaOH1N При хроматографуванні на рідинному хроматографі Agilent TechnologyПік лимонної кислоти виходить на 3,4 хв. 1200 при =210 нм; колонка SB - С 18 Дані таблиць 2 і 3 свідчать про ідентичність хімічної поведінки цитрату цинку, отриманого за нанотехнологією і класичним методом. Приклад 3. Визначення ступеня чистоти. Для встановлення ступеня чистоти отриманих за нанотехнологією розчинів цитрату цинку (1-а серія) їх висушували при 105 °C і аналізували на вміст домішок методом емісійного спектрального аналізу на спектрографі "ИСП-28". Суху речовину поміщали в кратер графітового електрода діаметром 3,8 мм і глибиною 5 мм і спалювали в активізованій дузі перемінного струму. Час експозиції Пік лимонної кислоти виходить на 3,2 хв. - до вигорання проби. Розшифрування спектрів проводили на спектропроекторі ДСП-1 за допомогою атласу спектральних ліній. Як вторинний еталон використовували спектр заліза. Кадмій і свинець визначали в розчинах цитратів, отриманих з допомогою нанотехнології методом інверсійної вольтамперометрії за стандартною схемою. Результати перераховувались на суху наважку (г/100 г наважки). Отримані результати наведені в табл. 4. Таблиця 4 Результати визначення чистоти цитрату цинку, отриманого за нанотехнологією Виявлені домішки Силіцій (кремній) Магній Алюміній Мідь Залізо Кальцій Стронцій Титан Марганець Срібло Кадмій Свинець Сумарний вміст домішок Вміст основної речовини Zn0 510 -3 Zn1 10 Вміст домішок (%) в зразках цитрату цинку Zn2 Zn3 Zn4 10 -3 510 -3 -3 -2 -3 Zn5 10 -3 10 -2 -2 -3 10 -3 10 -3 10 -4 10 -3 ~10 -4 10 -4 10 -4 1.110 10 -3 510 -3 10 -4 10 -3 >10 -3 10 -3 10 -4 10 -3 10 -3 10 10 -3