Спосіб нанокорекції мікроелементного складу кормів для тварин

Реферат: Спосіб нанокорекції мікроелементного складу кормів для тварин включає виявлення нестачі мікроелементів або порушення їх співвідношення між собою та з макроелементами при живленні тварин або рослин, введення до складу кормів або добрив наночастинок щонайменше одного елемента із групи, що включає цинк, магній, марганець, залізо, мідь, кобальт, молібден, селен, бор, йод. В корми вводять гідратовані наночастинки, які отримують ерозійно-вибуховим диспергуванням гранул відповідних мікроорганізмів. UA 68188 U (12) UA 68188 U UA 68188 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до нанотехнологій, і може бути використана в біотехнології і сільському господарстві для виготовлення преміксів і біологічно активних добавок. Відомий спосіб корекції мікроелементного складу шляхом введення хімічно чистих солей мікроелементів - кобальту, марганцю, цинку, міді, які вводять щодня під час прийому їжі протягом 20 днів ранком із розрахунку 1 мл розчину, що містить 1,0-1,5 мг кобальту хлористого, 4,0-5,0 марганцю хлористого, 4,5-5,5 мг цинку сірчанокислого, 0,8-1,5 мг калію йодистого, на 10 кг ваги тварин, попередньо розчинивши у 50-100 мл води, та ввечері з вмістом у 1 мл розчину 0,8-1,5 мг міді сірчанокислої (Заявка Росії № 2006103578. Способ лечения и профилактики заболеваний с нарушением минерального обмена. МІЖ А61КЗЗ/00 (2006.01) А61Р19/02 (2006.01). Опубл. 2007.08.20). Недоліком цього способу є те, що використовують мікроелементи у вигляді солей, що знижує екологічну безпечність їх застосування у відносно високих дозах для забезпечення ефективної біологічної дії. Відомий також спосіб корекції мікроелементного складу шляхом введення суміші солей мікроелементів Ва, Sn, Co, Cr, V, Zn, Fe, Mn, Mo при наступному співвідношенні з рослинною сировиною, мг/кг: Ва - 4,0-8,0; Sn - 6,0-15,0; Co - 1,6-3,5; Cr - 0,10-0,49; V – 0,4-0,8; Zn - 300-600; Fe - 400-800; Mn - 5,5-8,5; Mo - 0,5-5,0. (Патент Росії № 2290838. Биологически активный препарат и способ его получения. МПК A23L 1/30 (2006.01), A23L 1/304 (2006.01), А61К 36/00 (2006.01). Опубл. 2007.01.10). Недоліком цього способу є те, що використовують мікроелементи у вигляді солей, що знижує екологічну безпечність їх застосування у відносно високих дозах для забезпечення ефективної біологічної дії. Крім того, сумнівною є біологічна безпечність таких компонентів, як Ва, Sn, Cr і V. Найбільш близьким до корисної моделі є спосіб корекції мікроелементного складу, при якому одночасно вводять натрій, калій, фтор і мікроелементи: магній, залізо, цинк, мідь, марганець, нікель, бор, кобальт, молібден, ванадій, літій та речовини: гліцерин, гліцин, ЕДТА, L(+) - виннокам'яну кислоту, янтарнокам'яну кислоту, L-(+) - аскорбінову кислоту і дистильовану воду (патент Росії № 2035880. Биологически активная добавка. МПК A23L1/29. Опубл. 1995.05.27). Недоліком способу-прототипу є те, що мікроелементи в суміш вводяться у вигляді іонів. Це знижує екологічну безпечність їх застосування та підвищує біологічну токсичність, оскільки вимагає відносно високих доз для забезпечення ефективної біологічної дії на живі організми. Крім того, ефективність способу одержання біологічно активної добавки може знижувати фактор можливості зв'язування іонів d-металів (Fe, Zn, Cu, Co, Mn, Mg) органічними кислотами, спиртами, амінокислотами та амінами, що є компонентами суміші, у стійкі комплексні сполуки. В основу запропонованої корисної моделі поставлено задачу створити екологічно чистий й ефективний спосіб нанокорекції мікроелементного складу кормів для тварин або поживних розчинів для рослин, що забезпечить зменшення токсичності металів-мікроелементів та їх хімічну стійкість до утворення малорозчинних сполук. Це досягається тим, що замість солей та іонів мікроелементів використовують гідратовані наночастинки, які попередньо стабілізують органічними речовинами, отриманими екстрагуванням біологічних клітин рослинного або тваринного походження, або клітин мікроорганізмів. Дослідження останніх років довели, що застосування мікроелементів у вигляді солей металів (іонна форма металів) має обмеження за показником концентрації важких металів (Zn, Mn, Fe, Cu, Mo), коли вони починають викликати токсичну дію на тваринні чи рослинні організми. Використання важких металів у формі наночастинок має ряд переваг: токсичність наночастинок у порівнянні з іонами відповідних металів зменшується для Сu в 7 разів, для Zn в 30 разів, для Fe в 40 разів (див. Арсентьева И.П. Использование биологических активных препаратов на основе наночастиц металлов в медицине и сельском хозяйстве // Доклад на совещании "Индустрия наносистем и материалы: оценка нынешнего состояния и перспективы развития". - Москва: Центр "Открытая экономика", Опубл. 07.02.2006.) Запропонований спосіб корекції мікроелементного складу кормів для тварин або поживних розчинів для рослин, полягає у виявленні нестачі мікроелементів або порушення їх співвідношення між собою та з макроелементами при живленні тварин, у введенні до складу кормів наночастинок щонайменше одного мікроелемента із групи, що містить цинк, магній, марганець, залізо, мідь, кобальт, молібден, селен, бор, йод, згідно з корисною моделлю, в корми вводять гідратовані наночастинки мікроелементів, які отримують ерозійно-вибуховим диспергуванням відповідних мікроелементів. Запропонований спосіб нанокорекції мікроелементного складу кормів для тварин включає наступні операції: 1) виявлення нестачі мікроелементів у складі кормів або порушення їх співвідношення між собою та з макроелементами; 1 UA 68188 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 2) приготування гідратованих наночастинок мікроелементів шляхом ерозійно-вибухового диспергування відповідних мікроелементів; 3) введення в корми наночастинок щонайменше одного металу із групи, що містить цинк, магній, марганець, залізо, мідь, кобальт, молібден, селен, йод, бор. Переваги запропонованого способу полягають у використанні гідратованих наночастинок мікроелементів. Це підвищує ефективність способу за рахунок високої активності гідратованих наночастинок і екологічну чистоту способу. Запропонований спосіб здійснюють наступним чином: спочатку отримують гідратовані наночастинки мікроелементів. Гідратовані наночастинки отримують ерозійно-вибуховим диспергуванням гранул відповідних металів або групи металів імпульсами електричного струму у воді (див. Патент України на корисну модель № 23550. Спосіб ерозійно-вибухового диспергування металів. МПК B22F 9/14. Опубл. 25.05.2007. Бюл. № 7). Для цього гранули одного чи суміші металів-мікроелементів та солей йоду чи бору, вибраних до встановленої потреби тварин до мікроелементів, розміщають у посудині для ерозійно-вибухового диспергування і рівномірно розміщують їх на дні між електродами. У посудину наливають воду і подають на електроди імпульси електричного струму. При проходженні через ланцюжки металевих гранул імпульсів електричного струму, у яких енергія імпульсів перевищує енергію сублімації випаровуваного металу, у точках контактів металевих гранул одна з одною виникають іскрові розряди, у яких здійснюється вибухоподібне диспергування металу. Ділянки поверхні металевих гранул у зонах іскрових розрядів плавляться й вибухоподібно руйнуються на наночастинки і пару. Розплавлені наночастинки, що розлітаються, попадають у воду, охолоджуються в ній і утворять колоїдний розчин наночастинок мікроелементів, гідратованих молекулами води. Обґрунтування процесів, що забезпечують утворення стабілізованих наночастинок мікроелементів, полягає в наступному. При ерозійно-вибуховому диспергуванні гранул металівмікроелементів виникають свіжоутворені поверхні, які випускають потік електронів (див. Открытие № 290 от 7 июня 1986 г. Конюшая Ю.П. Открытия советских ученых. Часть 1. Физикотехнические науки. Изд-во МГУ. 1988, с. 372-374). Емісія електронів є результатом високої щільності зарядів свіжоутворених поверхонь. При розділенні поверхонь під час руйнування матеріалу гранул металів здійснюється розділення різнойменних зарядів, що призводить до 7 утворення в областях розривів речовини електричного поля напруженістю до 10 В/см. Це фізичне явище призводить до того, що наночастинки, перебуваючи в потоках електронів, набувають поверхневий електричний заряд зі знаком «мінус». Полярні молекули води, яка є середовищем для ерозійно-вибухового диспергування металів, за рахунок електростатичного притягання до зарядженої поверхні наночастинок створюють гідратовані наночастинки Вибір мікроелементів для забезпечення біологічної повноцінності кормів для тварин зумовлюється їхньою біологічною функцією. Так, залізо, мідь, марганець, цинк, кобальт, молібден, селен, належать до особливої групи незамінних мікроелементів, регулярне надходження яких з їжею або водою абсолютно необхідне для нормального росту тварин і розвитку рослин (Хімія навколишнього середовища / За ред. В.А. Копілевича. - К.: Фенікс. 2004. - 408 с.). Приклад. За результатами лабораторних досліджень стану тварин або за ознаками прояву мікроелементозів визначають їх потребу в мікроелементах. Гранули одного чи суміші металівмікроелементів та солей йоду чи бору, вибраних до встановленої потреби тварин чи рослин до мікроелементів, поміщають у посудину для ерозійно-вибухового диспергування і рівномірно розміщують їх на дні між електродами. У посудину наливають воду і подають на електроди імпульси електричного струму. Ділянки поверхні металевих гранул у зонах іскрових розрядів плавляться й вибухоподібно руйнуються на наночастинки і пару. Розплавлені наночастинки, що розлітаються, попадають у воду, охолоджуються в ній і утворять колоїдний розчин наночастинок мікроелементів, гідратованих молекулами води. Гідратовані нанорозчинки мікроелементів додають до корму тварин. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 Спосіб нанокорекції мікроелементного складу кормів для тварин, що включає виявлення нестачі мікроелементів або порушення їх співвідношення між собою та з макроелементами при живленні тварин або рослин, введення до складу кормів або добрив наночастинок щонайменше одного елемента із групи, що включає цинк, магній, марганець, залізо, мідь, кобальт, молібден, 2 UA 68188 U селен, бор, йод, який відрізняється тим, що в корми вводять гідратовані наночастинки, які отримують ерозійно-вибуховим диспергуванням гранул відповідних мікроорганізмів. Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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