Диссертация (1091679), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Механизм действия серебра на микробную клеткузаключается в том, что ионы серебра поглощаются клеточной оболочкой микроба, врезультате чего его клетка остается жизнеспособной, но при этом нарушаютсянекоторые ее функции. Антибактериальное действие и механизм действия ионовсеребра анализировалось многими авторами, в том числе и авторами работ [150,151].Дискуссионным остается вопрос, с какой формой серебра (ионной или в виденаночастиц) связаны биоцидные свойства серебра. Наночастицы серебра такжепривлекательны для медицины, что обусловлено их сильной антибактериальнойактивностью.
Добавки наносеребра придают антибактериальные свойства одежде,краскам, эмалям и другим материалам. Они входят в состав покрытий дляпоглощения солнечной энергии, используются как катализаторы химическихреакций, применяются как антимикробные и дезинфицирующие средства, являютсякомпонентами пищевых упаковок. Образующиеся при растворении наночастицкатионы серебра обладают биоцидным эффектом по отношению ко многимбактериям и водорослям.
В работе [152] анализируется применение наночастицметаллов в качестве биоцидных добавок в технологии защиты материалов отмикробиологического поражения. Повышение антимикробных свойств материала засчет использования металлов-синергистов, новых комбинаций составляющих,возрастанияотносительнойповерхностичастицсеребра,высокойудельнойповерхности частиц и высокой плотности в них количественного содержания ионовсеребра или ионов меди, а также увеличения количества активных элементовбиоцидной добавки. Целью обзора [153] было обобщение предпринимаемых усилийпо решению текущих проблем и задач в области лечения инфекционных заболеваний,в частности использования противомикробных препаратов с нанопорами.Медь, так же как и серебро, способна противостоять действию бактерий игрибов.
Наночастицы меди проявляют сильную биологическую активность, в томчисле бактериостатическое и бактерицидное действие. На основе наночастиц меди47разработаны и проведены лабораторные испытания препаратов для ускоренногоранозаживления и лечения ожогов. В последнее время наночастицы меди сталииспользоваться как добавка для окраски подводной части кораблей [154].Наночастицы золота и их конъюгаты с биополимерами (ДНК, антителами,ферментами и др.) уже активно исследуются в экспериментальной биологии имедицине с целью создания новых эффективных иммуннохимических методовдиагностики и лечения генетических заболеваний.
Имеются также реальныеперспективыприменениянаночастицзолотадлядиагностикиилеченияонкологических заболеваний. Помимо способности этих наночастиц образовыватьконъюгаты с биологическими молекулами, специфически адсорбирующимися наклетках опухоли, здесь используется их способность эффективно поглощать электромагнитное излучение, это дает возможность увеличить эффективность радиотерапиии снизить дозу облучения, уменьшая негативные эффекты лечения [155].Золотые наночастицы (НЧAu) и многофункциональные нанокомпозиты на ихосновеявляютсяпредметоминтенсивныхисследованийибиомедицинскихприменений последних десятилетий, рассматриваемых в обзоре [156].В работе [157] исследовалась антибактериальнаяактивность золотыхнаночастиц и комплексов золота Au(I) и Au(III) для четырех различных бактерий:непатогенной бактерии E.
coli и трех мультирезистентных бактерий E. coli, S.typhimurium DT104 и S. aureus. Au(I) и Au(III) в виде хлоридов высокотоксичны длявсех четырех бактерий. Ингибирование роста бактерий как Au(I), так и Au(III)возрастает со временем экспозиции и сильно зависит от использования буферов.Результаты позволяют надеяться, что Au(I) и Au(III) в чистых или комплексныхформах могут быть использованы в условиях лекарственно-устойчивых бактерий.Pseudomonas aeruginosa по-прежнему считается одной из самых проблемныхбактерий из-за ее способности развиваться.
В поисках новых стратегий дляповышения антибактериальной активности антибиотиков в работе [158] былоисследовано комбинированное действие золотых материалов, включая ионы Au3+ инаночастиц золота, с 14 различными антибиотиками против клинических изолятовP.aeruginosa, S.aureus и E.coli. Был проведен анализ дисковой диффузии, ииспытуемые штаммы были обработаны суб-ингибирующим содержимым золотогонаноматериала. Результаты показали, что наночастицы золота не повышают48антибактериальное действие антибиотиков, а использование комбинации Au3+ иметициллина, эритромицина, налидиксовой кислоты или ванкомицина может статьновой стратегией лечения высоко резистентных инфекций. Имеют место икомбинационные эффекты ионов Au3+ и НЧ Au с различными антибиотиками.Заключение по разделу 1.На основании имеющихся литературных данных можно сделать вывод о том,что для формирования активной поверхности катализатора важную роль играюттакие факторы как влияние носителя, дисперсность и состояние активной фазы (в томчислебиметаллической),изменяющиесяприразличныхобработкахиподвоздействием реакционной среды.
При селективном окислении спиртов наметаллсодержащих нанесенных катализаторах электронный фактор, по-видимому,является более значимым, чем структурный (геометрический). Природа активныхцентров для реакций дегидрирования и дегидратации этанола до конца еще невыяснена, особенно в случае многокомпонентных катализаторов. Серебро, медь изолото (М) являются изоэлектронными аналогами и часто используются в качествеактивного компонента реакций окислительно-восстановительного типа. РеокислениевосстановленныхформМ,особенновбескислородныхусловияхявляетсялимитирующей стадией дегидрирования алифатического спирта.
Сравнительныеисследования в сопоставимых условиях каталитической активности поверхностныхформ М = Ag,Cu,Au в зависимости от их электронных состояний в реакцияхгазофазного превращения (разложения) этанола позволяют понять некоторыезакономерности, которым не уделялось ранее должного внимания.Адсорбция пиридина как зонда кислотности поверхности катализатораявляетсяинформативнымметодомисследованиякислотно-основныхсвойствкатализатора, его активных центров.Разработка способов получения нанопористого диоксида циркония золь-гельметодом с введением функциональных добавок различного назначения представляетинтерес для каталитической химии и химии сорбентов.Модифицированиетрадиционныхуглеродныхсорбентовбиоактивнымиэлементами остается одним из простых и эффективных способов созданияматериалов экологического назначения.49Раздел 2.
Экспериментальная часть2.1. Используемые реактивы и материалы.-Al2O3 коммерческий оксид алюминия γ-Al2O3 белого цвета (производительзавод катализаторов, Редкино, Россия) с удельной поверхностью 200-220 м2/г поданным производителя. Насыпной вес – 0,5-0,6 кг/л. Пористость по воде 30-40 %.Распределение пор по радиусам: мелкие 410 нм (84%), крупные 100 нм (5%),очень крупные 1000 нм (11%).
Система пор представлена типами: 1)гексагональные поры размером 1000 нм, идущие строго от периферии к центругранулы, 2) канальные поры размером 4÷10 нм, составляющие 90% от общего объёмапор.TiO2 белый порошок 99% анатаз, помол 325, плотность 4 г/мл (Aldrich,USA),Sуд. = 10-15 м2/г.ZrO2 коммерческий диоксид циркония марки «х.ч.а. » 99%, плотность 5,89 г/мл,порошок белого цвета (Aldrich, USA), Sуд =11 м2/г.Соли AgNO3, CuCl2×2H2O, Cu(NO3)2 ГОСТ 4163-68 квалификации «ч.д.а.».AuCl3, HAuCl4×3H2O 99%, ACROS ORGANICS USA.ZrOCl28H2O а) вещество было предоставлено лабораторией функциональнойкерамики ИМЕТ РАН, квалификации «х.ч.а. », порошок светло-желтого цвета; б)вещество Across, USA, порошок белого цвета.NH4OH ГОСТ 24147-80; ХимМед, квалификация «о.с.ч.», ρ=0,904 г/cм3.Углеродные нанотрубки (УНТ) получены методом дугового разряда.Поливинилпирролидон(ПВП)порошокбело-желтогоцветаспредположительной молекулярной массой М=12000 г/моль, ОдиХим.Таннин (C76H52O46 пентадигалоидглюкоза) – порошок светло-коричневого цвета,марки «ч.» производства Германии.Уголь гранулированный актированный GAC-410 – удельная поверхность 400410 м2/г, соответствует спецификациям «Food Chemical Codex», (СECA,Франция).Углеволокно – марки Карбопон-Актив, производено из гидроцеллюлозныхволокон на Светлогорском ПО «Химволокно» Республики Беларусь.
Удельнаяповерхность, указаннаяпроизводителем, от 400 м2/г410 м2/г. Длина волоконсоставляет от 100 до 1000 мкм, толщина 5-10 мкм.Пиридин – марки «ч.д.а.», РеаХим. ГОСТ 13647-78Хлорфенолы 4-хлорфенол ; 2,4-дихлофенол – 99%, Aldrich, USA.Красители: метиленовый голубой /синий/ (МГ), метиловый оранжевый (МО) всемарки «ч.д.а.»502.2.
Приготовление катализаторов и адсорбентов.2.2.1. Образцы с серебром медью и золотом, полученные пропиткой соляминосителей -Al2O3, TiO2 (анатаз), ZrO2 и их обработки.а. Образцы M/-Al2O3 и Cu-Au/-Al2O3.Нанесение солей проводилось методом пропитки оксида алюминия солямипрекурсорами AgNO3, CuCl2×2H2O, AuCl3. Навеска -Al2O3 2 г, навески солей,которые приводятся ниже в таблице, взяты из расчета приготовления растворов сконцентрациями,соответствующимиодинаковомуатомномусодержаниюэлементов М в соотношении M/Al = 1:42 для моно- или бинарного М, вводимогона поверхность оксида. Весовые количества M+z приведены в таблице 2.1 а.Таблица 2.1. Навески и процентное содержание M+z для -Al2O3, TiO2 и ZrO2.a.Образцы M/Al2O33Cu+2 1Au+3 1Cu+2 3Au+3Ag+Cu+2Au+3AgNO3НавескиCuCl2×2H2Oсолей, гAuCl3% вес. M+z0,15850,15830,2819Вес.
M от Al (РФСА)10,6540,3733,02Цвет образцовбелыйГолубойТёмнофиолетовый0,1580,09433Cu(32)Au(12)Тёмнофиолетовый0,0530,28119Cu(14) Au(32)Тёмнофиолетовыйб.Образцы M/TiO2Навески солей, г% вес. M+zAg+0,0280,90Cu2+0,0290,55Серия I (прокаленые)Серо-бежевыйСветло-бежевыйСерия IIСерия IIIБелыйРозово-белыйБелыйБелыйОбразцы M/ZrO2Навески солей, г% вес. M+zСерия 1Серия 2Ag+0,0280,90Светло-бежевыйСеро-бежевыйAu+30,0511,65СветлофиолетовыйФиолетово-белыйФиолетово-белыйв.Cu2+0,0290,55ЖелтоватыйСветло-желтыйAu+30,0331,65СерыйСветло-фиолетовыйКоличества элементов с бинарными М заданы из расчета 3х-кратного различияатомных соотношений одного элемента к другому: образец с избытком меди3Сu1Au и образец избытком золота 1Сu3Au (таблица 2.1а). Условная степеньмонослойного заполнения носителя прекусором (посадочная площадка прекурсорапринималась 20 1020 м2/молекула) составляет 0,3 монослоя (0,3 Мс).51Процедура пропитки и прокаливания: навески носителя и солей помещали в15 мл воды, выдерживали при комнатной температуре 24 часа и затем подвергаливысокотемпературной обработке при 400оС в течение 2 часов в муфельной печи.б.
Образцы M/TiO2Для носителя TiO2 соли-прекурсоры M+z были те же, что и в "а" AgNO3,CuCl2×2H2O, AuCl3. Навеска диоксида титана составляла 2 г, навески солей указаны втаблице 2.1б. Расчет навесок солей производился из расчета заполнения поверхностиносителя с удельной поверхностью Sуд = 10 м2/г прекурсором М+z в количестве 1Мс.Навески носителя и солей помещали в 10 мл воды, выдерживали при комнатнойтемпературе 24 часа, затем проводили термообработки: серия I после выпариванияводы при 1000С образцы подвергали прокаливанию при 400оС в течение 2 ч., серия II после выпаривания воды их выдерживали при 100оС, 1 час (непрокаенные образцы);серия III образцы серии II в виде тонкого слоя порошка площадью 80 см2 в течение1 минуты подвергали УФ-облучению ртутной лампой ДРШ-350 на установкекафедры прикладной физики РУДН* ЭМ-576АМ, показанной на рисунке 2.1.Рисунок2.1.Габаритные,установочные и присоединительныеразмеры установки ЭМ-576АМ:1 стол;2 блок подготовкивоздуха; 3 полка;4 блоксовмещения; 5 блок экспонированияи контроля совмещения;6 пульт управления7 корпус; 8 и 9 блок питанияртутной лампы ДРШ350 с табло.в.
Образцы M/ ZrO2 (кристаллический оксид).Для пропитки ZrO2 массой 2 г брали навески солей-прекурсоров AgNO3,CuCl2×2H2O, AuCl3 (3), приведенные в таблице 2.1.в. Как и в случае TiO2, их расчетсделан для условной степени заполнения поверхности порошка оксида (Sуд = 10 м2/г)прекурсором М+z в количестве 1 монослоя. Навески носителя и солей помещали в 10мл воды, выдерживали при комнатной температуре 24 ч, затем подвергалиобработкам:серия1выпариваниеводыитермообработкапри100°С(гидротермальная обработка); серия 2 выпаривание воды и прокаливание при400оС в течение 2 часов.522.2.2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
