ИССЛЕДОВАНИЯ

Заказчик ЗАО «ЭКОДЕН»

Генеральный директор

Денисов Геннадий Николаевич

ПРОТОКОЛ

лабораторных испытаний.

Проведено исследование дисперсной системы №2, предоставленного ЗАО «ЭКОДЕН». Целью исследования было определение состава систем, а именно: уточнение наличия в растворе резонансных кластеров определенных элементов, а также других веществ, включая ПАВ, определение размеров и концентрации кластеров, а также выработка рекомендаций по перспективным областям применения дисперсной системы.

Спектрофотометрические исследования.

Наличие резонансных кластеров, их концентрация, а также присутствие в дисперсной системе других веществ определялось методом оптической спектрофотометрии с использованием спектрофотометра СФ-2000 (производства СКБ «Спектр», Россия). На рис.1 приведены спектры оптической плотности D в диапазоне длин волн 300 – 800 нм для исходной дисперсной системы, а также для растворов, полученных разбавлением исходного раствора дистиллированной водой. Как следует из рисунка, для всех растворов спектры содержат один пик на длине волны 390 нм. Пик на длине волны 380 – 420 нм характерен резонансных кластеров серебра и обусловлен явлением плазмонного резонанса. Других пиков на спектрах оптической плотности не наблюдается, что свидетельствует о том, что исследуемая дисперсная система представляет собой взвесь резонансных кластеров серебра в воде и не содержит других веществ, включая ПАВ.

Как следует из рис.2, высота пика плазмонного резонанса исходного и разбавленных растворов пропорциональна концентрации резонансных кластеров серебра в растворе. По оценке концентрация кластеров в исследуемом растворе составляет около 0.07 г/л. Раствор может быть рекомендован потенциальным потребителям для входного контроля концентрации кластеров серебра в растворе, а также для выходного контроля концентрации кластеров серебра в материале, если этот материал оптически прозрачен – лаки, полимерные материалы, шампуни и т.п.

Исследование методом динамического светорассеяния.

Размеры кластеров серебра в дисперсной системе определялись методом динамического светорассеяния с использованием прибора «Photocor-Compact-Z» (производства компании Фотокор, Россия). Как следует из рис.4, на котором приведены результаты измерений, прибор зафиксировал наличие 4 характерных размеров кластеров: 0.14 нм; 5.4 нм; 38 нм и 6600 нм. Размер 0.14 нанометров близок к радиусу атома серебра, хотя, необходимо отметить, что достаточную точность прибор имеет только в диапазоне размеров частиц 0.6 – 10000 нм. Пик вблизи 6600 нм характерен для частиц пыли, которые могли попасть в раствор из воздуха в процессе подготовки измерений. Пик 4 – 8 нм, с максимумом на 5.4 нм соответствует, по-видимому, индивидуальным кластерам серебра, а пик 20 – 90 нм, с максимумом на 38 нм – агрегатам кластеров. Частицы агрегируют, поскольку ПАВ в коллоидном растворе отсутствует.

Исследование методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ)

Размеры кластеров после испарения растворителя из исследуемого раствора, их структура и состав исследовались методом ПЭМ с помощью электронного микроскопа LEO-912 AB OMEGA (Germany). На рис.5 приведена микрофотография, полученная с помощью указанного микроскопа. Как следует из рисунка, основная доля кластеров имеет размеры от 4 до 12 нм, хотя, встречаются отдельные кластеры размером до 25 нм. Кластеры имеют форму близкую к сферической. Из электронограммы, представленной на рис.5 следует, что кластеры состоят из кристаллического серебра, без заметной примеси оксидов и солей. Размер кристаллитов совпадает с размером кластеров, т.е. кластеры серебра – монокристаллические. Отличие размеров кластеров серебра, полученных методом динамического светорассеяния и просвечивающей электронной мироскопии не вызывает удивления, т.к. первый метод исследует размер частиц непосредственно в растворе, а второй – после удаления растворителя (воды).

Исследование влияния дисперсной системы на некоторые условно патогенные плесневые грибы

Испытания препарата на фунгицидные свойства проводили диско-диффузионным методом. Диски фильтровальной бумаги, пропитанные препаратом, размещали в чашки Петри с заранее посеянным «газоном» плесневых грибов. В качестве тест-культур использовали следующие плесневые грибы: Aspergillius niger, Aspergillius flavus, Penicillium funiculosum, Ulocladium atrum, Chaetomium globosum. Предложенные для испытаний виды плесневых грибов известны как сильные аллергены человека, могут вызывать различные микозы и являются биодеструкторами органических материалов. Через трое суток наблюдали развитие тест-культур на обработанных дисках и вокруг них. По характеру роста и зоне подавления роста определяли биологическую активность препарата, нанесенного на бумажный диск.

По результатам испытаний фунгицидное действие препарата можно оценить как удовлетворительное в отношении грибов Aspergillius niger, Penicillium funiculosum, Ulocladium atrum, Chaetomium globosum; и как хорошее в отношении гриба Aspergillius flavus. Эти данные позволяют считать препарат перспективным для использования его фунгицидных свойств.

Заключение.

Проведенные исследования показали, что дисперсная система представляет собой взвесь резонансных кластеров серебра в воде и не содержит других веществ, включая ПАВ.
Характерной особенностью раствора являются его удачное соотношение между биоцидностью (т.е. способностью уничтожать бактерии, вирусы и грибы) и токсичностью для организма человека и домашних животных. Биоцидность этого раствора в 2 – 3 раза выше, а токсичность в 9 раз ниже, чем у раствора ионов серебра той же концентрации. Согласно исследованиям, проведенным в Институте питания РАМН, предельно-допустимая концентрация (количественно выражающая токсичность для организма человека) наночастиц серебра составляет 450 мкг/л, а не 50 мкг/л, как у ионов серебра. Многолетние исследования, проведенные в ведущих институтах РАМН, показали, что наночастицы серебра уничтожают большое количество бактерий, вирусов, грибов, но малотоксичны для человека, поэтому их можно использовать для дезинфекции мягкой мебели, помещений, игрушек, для придания биоцидных свойств воздушным фильтрам и фильтрам для воды, применяют в качестве биоцидной добавки в текстильной и лакокрасочной промышленности.
Поскольку свойства наночастиц зависят, главным образом, от их формы и размеров, можно ожидать, что исследуемая дисперсная система резонансных кластеров серебра будет обладать высокими свойствами бактерицидности и безопасности. Кроме того, исследуемый раствор не содержит ПАВ и может быть использован в тех областях, где не допустимо вспенивание биоцидного агента, а также возможен контакт биоцидного препарата со слизистой оболочкой.
Учитывая свойства исследуемого раствора, а также отсутствие в его составе посторонних веществ, включая ПАВ, в качестве перспективных областей его применения можно порекомендовать следующие:

Краски на водной основе для медицинских и детских учреждений, а также мест массового скопления людей. Исследуемый раствор может быть использован как биоцидная добавка в краски. Соотношение между объемом добавки и объемом краски должно определяться экспериментально путем проведения микробиологических исследований. Предполагаемое соотношение – от 1:40 до 1:20.
Краски на водной основе для мест с повышенной влажностью (ванные комнаты, бойлерные, бассейны, бани). Исследуемый раствор может быть использован как биоцидная добавка в краски для защиты от плесени. Соотношение между объемом добавки и объемом краски должно определяться экспериментально путем проведения микробиологических исследований. Предполагаемое соотношение – от 1:20 до 1:10.
Фильтры для кондиционеров и воздуховодов. Исследуемый раствор может быть использован для нанесения наночастиц серебра на фильтры с целью защиты от плесени и легионеллёза. Для обработки рекомендуется использовать неразбавленный исходный раствор. Количество раствора на 1 м² поверхности фильтра должно определяться экспериментально путем проведения микробиологических исследований.
Биоцидные фильтры для питьевой воды. Исследуемый раствор может быть использован для нанесения наночастиц серебра на активированный уголь с целью уничтожения в фильтруемой воде бактерий, вирусов, грибов. Для обработки рекомендуется использовать исходный раствор, разбавленный в 5 – 15 раз. Кратность разбавления должна определяться экспериментально путем проведения микробиологических исследований.
Биоцидные ткани для изготовления спортивной одежды, нижнего белья, носок. Исследуемый раствор может быть использован для нанесения наночастиц серебра на ткани путем распыления или пропитки с последующим отжимом и сушкой. Для обработки рекомендуется использовать исходный раствор, разбавленный в 3 – 10 раз. Кратность разбавления и количество раствора на 1 м² поверхности ткани должны определяться экспериментально путем проведения микробиологических исследований.
Влажные биоцидные салфетки. Исследуемый раствор может быть использован как биоцидная добавка к жидкости, пропитывающей салфетки. Соотношение между объемом добавки и объемом жидкости должно определяться экспериментально путем проведения микробиологических исследований. Предполагаемое соотношение – от 1:5 до 1:15.
Аэрозоль для дезинфекции мебели, детских игрушек, помещений. Разбавленный в 5 – 10 раз исследуемый коллоидный раствор может быть использован для заполнения аэрозольных баллончиков. Кратность разбавления должна определяться экспериментально путем проведения микробиологических исследований.
Аэрозоль для защиты внутренней поверхности обуви от грибка. Разбавленный в 3 – 8 раз исследуемый коллоидный раствор может быть использован для заполнения аэрозольных баллончиков. Кратность разбавления должна определяться экспериментально путем проведения микробиологических исследований.
Антисептик и лекарственный препарат для медицинских применений (обработка ран, ожогов, кожных покровов и слизистой оболочки, пораженных грибковыми заболеваниями). В качестве антисептика предполагается использовать неразбавленный исследуемый коллоидный раствор. Эта область применения требует проведения крупномасштабных микробиологических, фармакокинетических и морфологических исследований.
Биоцидная полимерная упаковка для пищевых продуктов. В качестве биоцидной добавки в полимер предполагается использовать неразбавленный коллоидный раствор. Соотношение между объемом добавки и объемом полимера должно определяться экспериментально путем проведения микробиологических исследований. Предполагаемое соотношение – от 1:100 до 1:50.