Спосіб виготовлення дезінфектанту із наночастинками металевого срібла

Реферат: Спосіб виготовлення дезінфектанту із наночастинками металевого срібла полягає у відновленні іонної форми срібла до колоїдної форми у присутності згущувача полівінілпіролідону. Нітрат срібла попередньо розчиняють у аміаку та відновлюють аскорбіновою кислотою у середовищі розчину полівінілпіролідону. UA 67699 U (12) UA 67699 U UA 67699 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Спосіб виготовлення дезінфектанту із наночастинками металевого срібла належить до санітарної дезінфекції приміщень, які є місцями постійного скупчення людей, ремонту з дезінфекцією приміщень лікувального профілю, обробки нових приміщень для надання їм антибактеріальних властивостей, а також дезінфекції об'єктів ветеринарного нагляду. Згідно з відомими даними [1] як дезінфектанти використовують різні класи органічних та неорганічних сполук, наприклад, окисники та оксигеновмісні сполуки, хлорвмісні сполуки, поверхнево-активні речовини, спирти, альдегіди, надкислоти, феноли. Використання цих класів дезінфектантів пов'язано з кількома суттєвими обставинами, що обмежують їх подальше застосування. Так, більшість з відомих дезінфектантів мають токсичну дію на організм людини; їх використання пов'язане з необхідністю суворого дотримання правил індивідуального захисту; агрегатний стан таких дезінфектантів обумовлює складність та незручність технологій їх застосування; майже відсутній пролонгований ефект від їх використання. В останнє десятиріччя успішно розвиваються дослідження, пов'язані із застосовуванням нанорозмірних частинок металів, які проявляють виражену біологічну (антимікробну) активність. Наприклад [1], відомі склади дезінфектантів з бактерицидними властивостями, які включають лакофарбовий матеріал і металовмісний бактерицидний компонент у якості якого використовують наноструктурні частинки металів. Основний недолік полягає у тому, що активний компонент дезінфектанту з часом втрачає свою активність внаслідок міграцій цієї речовини у повітря. Недоліком цього і багатьох відомих складів є низька біоцидна активність на поверхні розділу фаз "повітря - лакофарбовий матеріал" і "лакофарбовий матеріал - поверхня, що фарбується, " в той час, як саме в цих зонах потрібно мати максимальну біоцидну активність фарб і лаків. Більшість технологій виготовлення дезінфектантів з бактерицидними властивостями, що включають водорозчинний лакофарбовий матеріал и наночастинки важких металів (міді або суміші наночастинок срібла і міді), дозволяють отримувати дезінфектанти для об'єктів тваринництва, проте їх використання ускладнюється обмеженістю терміну придатності та складністю технологій їх одержання. Окрім цього, вони мають високу вартість за рахунок високого вмісту срібла та досить дорогих лакофарбових компонентів. Відомим є спосіб [2] виготовлення мідного дезінфектанту, який використовує метод об'ємної електроіскрової ерозії з отриманням водного розчину наночастинок міді, кількість яких складає -4 -3 від 6×10 до 2×10 мас. % розміром від 250 нм до 1000 нм, причому поверхня їх покрита оксидами міді (Заявка u200811019, 26.01.2009 р.). Недоліком цього методу є використання коштовного устаткування, тривалість процесу отримання дезінфектанту, складність контролю якості готового продукту, недостатня дезінфекційна активність отриманого колоїду. Відомим є спосіб [3] виготовлення колоїдного розчину металу або суміші металів у воді (Заявка u200702687, 25.06.2007 р.), який використовує електроерозійне диспергування металевих гранул, що знаходяться в діелектричній судині в деіонізованій воді. Деіонізована вода виконує функції речовини-стабілізатора отриманого колоїдного розчину і утворює хелатні сполуки з колоїдними частинками металу. Недоліком цього методу є використання дорогого та складного у використанні обладнання, необхідність попереднього подрібнення металу перед електроерозійним диспергуванням, малий термін придатності отриманого колоїду. Відомим є спосіб [4] виготовлення дезінфектанту, який використовує метод об'ємної електроіскрової ерозії з отриманням водного розчину наночастинок срібла із додаванням спирту. Отриманий таким чином розчин являє собою колоїдну систему наночастинок срібла, що додатково містить етиловий спирт в кількості від 0,001 до 0,002 мас. %, а розміри наночастинок срібла становлять від 250 нм до 1000 нм (Заявка u200811027, 25.03.2009 р.). Недоліком цього методу є використання коштовного устаткування, тривалість процесу отримання дезінфектанту, складність контролю якості готового продукту. Найбільш близьким за технічною суттю до пропонованого виготовлення дезінфектанту способу є спосіб виготовлення водорозчинної бактерицидної композиції, що містить срібло і її склад, який описано в [5] у якому водорозчинна композиція містить, в мас. %: високодисперсне поверхнево-окиснене металеве срібло 7,5-8,5 і полі- N -вінілпіролідон 91,5-92,5. Відому композицію одержують взаємодією водно-спиртового розчину полі- N -вінілпіролідону з водним розчином нітрату срібла. Процес ведуть в темноті в інертній атмосфері. До одержаної композиції добавляють 0,05-10 % водний розчин перекису водню і ведуть реакцію до повного знебарвлення реакційної суміші. Недоліками запропонованого способу є забрудненість готового продукту органічними продуктами окислення полімеру невстановленого хімічного складу та наявність коштовного обладнання. В основу корисної моделі поставлена задача - створення способу отримання дезінфектанту із наночастинками металевого срібла, який не мав би вищевказаних недоліків, а також 1 UA 67699 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 підвищення строку придатності розчину дезінфектанту за рахунок використання добавки полімерної природи, котрі входять у склад розчину дезінфектанту. Для вирішення поставленої задачі запропоновано спосіб виготовлення дезінфектанту із наночастинками металевого срібла, який полягає в відновленні іонної форми срібла до колоїдної, у якому нітрат срібла попередньо розчиняють у аміаку та відновлюють аскорбіновою кислотою у середовищі розчину полівінілпіролідону. Колоїдний розчин частинок срібла у воді є нестабільною системою, яка прагне до зниження вільної енергії шляхом росту наночастинок срібла та випадіння їх в осад. Тому використання водних розчинів ультра дисперсних частинок срібла стає не технологічним, оскільки без необхідної стабілізації одразу після виготовлення розчину частинки срібла випадають в осад. Для продовження терміну придатності колоїдного розчину та з метою стабілізації наночастинок срібла його готують у розчині полівінілпіролідону. Приклад 1. Готують розчин води, полівінілпіролідону та аміаку у співвідношенні 1:3.5:1, відповідно, перемішують; до отриманого розчину додають розчин з нітрату срібла, води, аміаку, взятих у співвідношенні 0.32:10:1, відповідно. До отриманого розчину додають розчин аскорбінової кислоти, води та аміаку, взятих у співвідношенні 0.2:10:0.25, відповідно. Загальну масу розчину доводять до 100 г. Приклад 2. Готують розчин води, полівінілпіролідону та аміаку у співвідношенні 1:2:1, відповідно, перемішують; до отриманого розчину додають розчин з нітрату срібла, води, аміаку, взятих у співвідношенні 0.32:10:1, відповідно. До отриманого розчину додають розчин аскорбінової кислоти, води та аміаку, взятих у співвідношенні 0.2:10:0.25, відповідно. Загальну масу розчину доводять до 100 г. Приклад 3. Готують розчин води, полівінілпіролідону та аміаку у співвідношенні 1:1:1, відповідно, перемішують; до отриманого розчину додають розчин з нітрату срібла, води, аміаку, взятих у співвідношенні 0.32:10:1, відповідно. До отриманого розчину додають розчин аскорбінової кислоти, води та аміаку, взятих у співвідношенні 0.2:10:0.25, відповідно. Загальну масу розчину доводять до 100 г. Приклад 4. Готують розчин води, полівінілпіролідону та аміаку у співвідношенні 1:4:1, відповідно, перемішують; до отриманого розчину додають розчин з нітрату срібла, води, аміаку, взятих у співвідношенні 0.32:10:1, відповідно. До отриманого розчину додають розчин аскорбінової кислоти, води та аміаку, взятих у співвідношенні 0.2:10:0.25, відповідно. Загальну масу розчину доводять до 100 г. Приклад 5. Готують розчин води, полівінілпіролідону та аміаку у співвідношенні 1:0.75:1, відповідно, перемішують; до отриманого розчину додають розчин з нітрату срібла, води, аміаку, взятих у співвідношенні 0.32:10:1, відповідно. До отриманого розчину додають розчин аскорбінової кислоти, води та аміаку, взятих у співвідношенні 0.2:10:0.25, відповідно. Загальну масу розчину доводять до 100 г. Результати випробувань приготованих розчинів дезінфектантів, котрі отримані за прикладами 1, 2, 3, 4 та 5 зведено в таблицю 1. Отриманий таким чином дезінфектанту із наночастинками металевого срібла містить 2000 мг/л колоїдної фази срібла, має високі дезінфікуючі показники та тривалий термін зберігання. У результаті використання даного способу скорочується час виготовлення дезінфектанту із наночастинками металевого срібла за рахунок скорочення числа технологічних стадій, скорочуються додаткові затрати електроенергії й працезатрати; можливе використання більш простого в експлуатації й дешевого обладнання, підвищується ефективність дезінфекції місць постійного скупчення людей, ремонту з дезінфекцією приміщень лікувального профілю, обробки нових приміщень для надання їм антибактеріальних властивостей, а також дезінфекції об'єктів ветеринарного нагляду. Джерела інформації: 1. Волков Ю.П. Перспективы развития исследований в области разработки дезинфицирующих средств. Материалы научной конференции "Актуальные проблемы дезинфекции, стерилизации, дезинсекции и дератизации". М.; 1992. 2. Патент u200811019 от 26.01.2009, Бюл. № 2, 2009 р. Мідний дезінфектант / Лопатько К.Г., Афтанділянц Є.Г., Засєкін Д.А., Соломон В.В., Захарченко СМ., Вознюк В.В., Нікітенко Ю.С. Аналог. 3. Патент u200702687 от 25.06.2007, Бюл. №9, 2007р. Колоїдний розчин металу або суміші металів у воді / Косінов М.В., Каплуненко В.Г. - Аналог. 4. Патент u200811027 от 25.03.2009, Бюл. № 6, 2009 р. Срібний дезінфектант./ Лопатько К.Г., Афтанділянц Є.Г., Засєкін Д.А., Соломон В.В., Захарченко СМ., Вознюк В.В., Нікітенко Ю.С. -Аналог. 2 UA 67699 U 5. Патент РФ № RU 2128047, опубл. в БИ №9, 27.03.99. Водорастворимая серебросодержащая бактерицидная композиция и способ ее получения. / Афиногенов Г.Е.; Копейкин В.В.; Панарин Е.Ф. -Прототип. Таблиця 1 Результати випробувань отриманих розчинів дезінфектанта, визначені методом змива. Експозиція 3 години Дезінфектант Приклад 1 Приклад 2 Приклад 3 Приклад 4 Приклад 5 Вміст полівінілпіролідону, мас. % 16,00 9,14 4,60 18,30 8,50 Розмір частинок срібла, нм 10-20 30-50 60-80 10-20 30-50 Відсоток редукції, % Е. coli St. aureus 100.00 99.92 99.90 100.00 99.92 99.99 99.90 99.90 99.99 99.90 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Спосіб виготовлення дезінфектанту із наночастинками металевого срібла, який полягає у відновленні іонної форми срібла до колоїдної у присутності згущувача полівінілпіролідону, який відрізняється тим, що нітрат срібла попередньо розчиняють у аміаку та відновлюють аскорбіновою кислотою у середовищі розчину полівінілпіролідону. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3