[go: up one dir, main page]

RU2460797C2 - Method for preparing composition containing colloidal nanosilver or nanogold (versions) - Google Patents

Method for preparing composition containing colloidal nanosilver or nanogold (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2460797C2
RU2460797C2 RU2009103776/10A RU2009103776A RU2460797C2 RU 2460797 C2 RU2460797 C2 RU 2460797C2 RU 2009103776/10 A RU2009103776/10 A RU 2009103776/10A RU 2009103776 A RU2009103776 A RU 2009103776A RU 2460797 C2 RU2460797 C2 RU 2460797C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silver
nanosilver
gold
nano
composition containing
Prior art date
Application number
RU2009103776/10A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009103776A (en
Inventor
ВИНДТ Вим ДЕ (BE)
ВИНДТ Вим ДЕ
Том ВЕРКАУТЕРЕН (BE)
Том ВЕРКАУТЕРЕН
Вилли ВЕСТРАТЕ (BE)
Вилли ВЕСТРАТЕ
Original Assignee
Янссен Фармацевтика Н.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Янссен Фармацевтика Н.В. filed Critical Янссен Фармацевтика Н.В.
Publication of RU2009103776A publication Critical patent/RU2009103776A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2460797C2 publication Critical patent/RU2460797C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: method for preparing a composition containing colloidal nanosilver or nanogold involves incubation of probiotic bacteria specified in Lactobacillus fermentum species with an aqueous solution containing at least 4 mM of silver nitrate or auric chloride. The composition containing colloidal nanosilver is prepared by contact of said bacteria at 5-45°C and the aqueous solution containing mixed silver nitrate, ammonium and/or ammonia salt, as well as alkali metal hydroxide. The composition containing colloidal nanogold is prepared by contact of said bacteria at 5-45°C and the aqueous solution containing mixed auric chloride and alkali metal hydroxide.
EFFECT: prepared compositions are used as an antimicrobial agent or an algicidal agent.
17 cl, 4 dwg, 5 tbl, 16 ex

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к получению коллоидных соединений металла на мембране бактерий. Настоящее изобретение также относится к способам получения серебряных или золотых наночастиц при помощи биологического процесса. В частности, изобретение относится к применению пробиотических бактерий, таких как, но не ограничиваясь ими, Lactobacillus, в специфических условиях при получении наноосадков металлов, в частности наночастиц серебра или золота, с целью улучшения их противомикробного действия. Настоящее изобретение относится к дезинфицирующим продуктам, включая носитель, пропитанный композицией, содержащей коллоидное наносеребро или нанозолото, полученное указанным способом.The present invention relates to the production of colloidal metal compounds on a bacterial membrane. The present invention also relates to methods for producing silver or gold nanoparticles using a biological process. In particular, the invention relates to the use of probiotic bacteria, such as, but not limited to, Lactobacillus, under specific conditions in the preparation of metal nanoparticles, in particular silver or gold nanoparticles, in order to improve their antimicrobial effect. The present invention relates to disinfectant products, including a carrier, impregnated with a composition containing colloidal nanosilver or nanogold obtained by this method.

Уровень техникиState of the art

Эффективные способы дезинфекции необходимы для обработки больших количеств загрязненных материалов, таких как вода, особенно бытовая и промышленная циркулирующие воды, а также водных потоков (например, используемых для обработки пищевых продуктов), содержащих микроорганизмы, которые не могут быть слиты или повторно использованы в необработанном виде по гигиеническим, технологическим или экологическим соображениям. Эффективные способы дезинфекции также необходимы для обработки поверхностей, таких как поверхности помещений, оборудования, контейнеров, систем для кондиционирования воздуха и т.п. Совместимые с окружающей средой способы дезинфекции чаще всего основаны на использовании активных кислородных соединений, таких как пероксид водорода или мономерные четвертичные соединения аммония.Effective disinfection methods are necessary for the treatment of large quantities of contaminated materials, such as water, especially domestic and industrial circulating water, as well as water streams (for example, used for food processing) containing microorganisms that cannot be drained or reused untreated for hygienic, technological or environmental reasons. Effective disinfection methods are also necessary for treating surfaces such as surfaces of rooms, equipment, containers, air conditioning systems, etc. Environmental compatible disinfection methods are most often based on the use of active oxygen compounds such as hydrogen peroxide or monomeric quaternary ammonium compounds.

Пероксид водорода представляет собой умеренно активное дезинфицирующее вещество с бактерицидными свойствами. Известно, что пероксид водорода, имеющий концентрацию 25 мг/л, ингибирует рост некоторых бактерий, однако эффективное снижение количества микробов даже при существенно более высокой концентрации пероксида водорода занимает много часов или требует дополнительного ультрафиолетового облучения. Однако применение последнего требует как дорогостоящего оборудования, так и существенных затрат на электричество. Поэтому при дезинфекции больших количеств загрязненных материалов, таких как вода, например, для обработки воды на станциях очистки сточных вод и их продукции, такие меры являются практически неадекватными и/или неэкономичными. Поэтому в данной области техники уже делались различные попытки преодолеть указанные недостатки.Hydrogen peroxide is a moderately active disinfectant with bactericidal properties. It is known that hydrogen peroxide, having a concentration of 25 mg / l, inhibits the growth of some bacteria, however, an effective reduction in the number of microbes even with a significantly higher concentration of hydrogen peroxide takes many hours or requires additional ultraviolet radiation. However, the use of the latter requires both expensive equipment and significant electricity costs. Therefore, when disinfecting large quantities of contaminated materials, such as water, for example, for treating water at wastewater treatment plants and their products, such measures are practically inadequate and / or uneconomical. Therefore, various attempts have been made in the art to overcome these disadvantages.

В данной области техники хорошо известно, что ионы серебра и соединения на основе серебра высокотоксичны для микроорганизмов и поэтому оказывают сильное бактерицидное действие на многие общие виды бактерий, включая Escherichia coli. Было также доказано, что гибриды наночастиц серебра с амфифильными сверхразветвленными макромолекулами обеспечивают получение эффективных противомикробных поверхностных покрытий. Было установлено, что стабильные водные дисперсии наночастиц серебра в виде нетоксичных элементарных гидрозолей серебра оказывают сильное бактерицидное действие на Е. coli, при этом концентрация, составляющая 50 мкг/см3, вызывает 100% ингибирование роста бактерий. Было установлено, что наночастицы серебра аккумулируются в бактериальных мембранах, каким-то образом взаимодействуя с определенными строительными элементами бактериальной мембраны, тем самым вызывая структурные изменения, разрушение и, наконец, гибель клетки. Отмечается, что поверхность бактерий полностью заряжается отрицательно на уровне биологических величин рН из-за диссоциации избыточного количества карбоксильных и иных групп в мембране. Было высказано предположение о том, что наночастицы серебра, внедренные в углеродную матрицу мембраны, вырабатывают поверхностный заряд благодаря своему движению и трению внутри матрицы, поэтому электростатические силы могут быть причиной взаимодействия наночастиц с бактериями. Более того, серебро проявляет тенденцию к более близкому сродству для взаимодействия с соединениями фосфора и серебра, содержащимися в мембране, а также в ДНК. Третьим возможным видом взаимодействия является высвобождение ионов серебра, которые могут еще более содействовать бактерицидному действию наночастиц серебра.It is well known in the art that silver ions and silver-based compounds are highly toxic to microorganisms and therefore have a strong bactericidal effect on many common bacterial species, including Escherichia coli. It was also proved that hybrids of silver nanoparticles with amphiphilic hyperbranched macromolecules provide effective antimicrobial surface coatings. It was found that stable aqueous dispersions of silver nanoparticles in the form of non-toxic elementary silver hydrosols have a strong bactericidal effect on E. coli, while a concentration of 50 μg / cm 3 causes 100% inhibition of bacterial growth. It was found that silver nanoparticles accumulate in bacterial membranes, somehow interacting with certain building elements of the bacterial membrane, thereby causing structural changes, destruction and, finally, cell death. It is noted that the surface of bacteria is fully charged negatively at the level of biological pH values due to the dissociation of an excessive amount of carboxyl and other groups in the membrane. It has been suggested that silver nanoparticles embedded in the carbon matrix of a membrane produce a surface charge due to their movement and friction inside the matrix, so electrostatic forces can cause the nanoparticles to interact with bacteria. Moreover, silver tends to have a closer affinity for interaction with phosphorus and silver compounds contained in the membrane, as well as in DNA. The third possible type of interaction is the release of silver ions, which can further contribute to the bactericidal action of silver nanoparticles.

Было установлено, что некоторые виды микроорганизмов, например Lactobacillus sp. и грибок Fusarium oxysporum, биосорбируют Ag(I) на поверхность своих клеток и обезвреживают данный ион путем восстановления до Ag(0) либо действием редуктазы, либо челночными хинонами электрона или тем и другим.It was found that some types of microorganisms, for example Lactobacillus sp. and the fungus Fusarium oxysporum, biosorb Ag (I) on the surface of their cells and neutralize this ion by reduction to Ag (0) either by the action of reductase, or by shuttle electron quinones, or both.

В данной области техники уже известен нецитотоксичный противомикробный состав, включающий биологически стабилизированные наночастицы серебра, имеющие размер в диапазоне от 1 до 100 нм, и носитель, концентрация в котором указанных биологически стабилизированных наночастиц серебра составляет от 1 до 6 м.д.A non-cytotoxic antimicrobial composition is already known in the art, including biologically stabilized silver nanoparticles having a size in the range from 1 to 100 nm, and a carrier in which the concentration of said biologically stabilized silver nanoparticles is from 1 to 6 ppm.

Также известен способ получения коллоидного комплекса из серебра-биомолекулы, включающий:Also known is a method of producing a colloidal complex of silver-biomolecules, including:

- получение смеси биомолекулы, соли серебра и источника ионов галоида в одном растворе; и- obtaining a mixture of a biomolecule, a silver salt and a source of halogen ions in one solution; and

- облучение смеси светом, имеющим длину волны в видимом диапазоне, при этом соль серебра и источник ионов галоида растворимы в воде; количества биомолекулы, соли серебра и источника ионов галоида таковы, что стадия облучения приводит к формированию коллоидных комплексов из серебра-биомолекул.- irradiation of the mixture with light having a wavelength in the visible range, while the silver salt and the source of halogen ions are soluble in water; the amounts of the biomolecule, the silver salt and the source of the halogen ions are such that the irradiation stage leads to the formation of colloidal complexes of silver-biomolecules.

Также был описан способ получения коллоидных наночастиц металла, включающий обработку влажных грибков или экстракта грибков раствором ионов металла при температуре в интервале от 15 до 40°С в течение периода времени от 2 до 120 часов и разделение биомассы для получения коллоидных наночастиц металла.A method for producing colloidal metal nanoparticles has also been described, comprising treating wet fungi or a fungal extract with a solution of metal ions at a temperature in the range from 15 to 40 ° C. for a period of time from 2 to 120 hours and separating the biomass to obtain colloidal metal nanoparticles.

Традиционные способы получения наночастиц серебра имеют ряд недостатков, таких как высокая производственная стоимость, образование существенного количества побочных продуктов или наличие верхнего предела концентрации получаемых наночастиц. Например, последний способ получения требует больших затрат времени и основан на использовании грибков, которые могут быть патогенными. Поэтому в данной области техники существует потребность в разработке надежного и недорогого способа получения наночастиц серебра, снижающего или предотвращающего образование побочных продуктов.Traditional methods for producing silver nanoparticles have several disadvantages, such as high production cost, the formation of a significant amount of by-products, or the presence of an upper concentration limit for the resulting nanoparticles. For example, the latter production method is time consuming and is based on the use of fungi that may be pathogenic. Therefore, in the art there is a need to develop a reliable and inexpensive method for producing silver nanoparticles, reducing or preventing the formation of by-products.

Был также исследован процесс биосорбции Ag(I) при помощи Lactobacillus, его рН зависимость в диапазоне рН от 2 до 6, и температурная зависимость в диапазоне от 10 до 60°С, а также механизм восстановления Ag+ до Ag0 при помощи Lactobacillus.We also studied the biosorption process of Ag (I) using Lactobacillus, its pH dependence in the pH range from 2 to 6, and the temperature dependence in the range from 10 to 60 ° C, as well as the mechanism of reduction of Ag + to Ag 0 using Lactobacillus.

В данной области техники также известен способ получения наночастиц серебра биовосстановлением с использованием Aeromonas sp. в смеси с ионами серебра, аммиаком и гидроксидом натрия при 60°С в течение нескольких часов.A method for producing silver nanoparticles by bioreduction using Aeromonas sp. Is also known in the art. mixed with silver ions, ammonia and sodium hydroxide at 60 ° C for several hours.

Указанные выше способы имеют недостатки, такие как необходимость использования повышенной температуры, кислотный рН или длительный инкубационный период либо недостаточная бактерицидная активность получаемых в результате наночастиц серебра.The above methods have disadvantages, such as the need to use an elevated temperature, acid pH or a long incubation period, or insufficient bactericidal activity of the resulting silver nanoparticles.

Поэтому в данной области техники существует потребность получения наночастиц серебра или золота способом, свободным от вышеуказанных недостатков.Therefore, in the art there is a need to obtain silver or gold nanoparticles in a manner free of the above disadvantages.

В данной области техники также существует потребность в разработке простого, безопасного для окружающей среды и воспроизводимого способа получения наночастиц серебра или золота с хорошими противомикробными свойствами.There is also a need in the art to develop a simple, environmentally friendly and reproducible process for producing silver or gold nanoparticles with good antimicrobial properties.

В данной области техники также существует потребность в разработке соответствующего способа получения наночастиц серебра или золота, применимых для некоторых медицинских целей.There is also a need in the art to develop an appropriate method for producing silver or gold nanoparticles, applicable for some medical purposes.

В данной области техники также известно, что коллоидальные формы металлов, отличных от золота или серебра, и соединения таких металлов имеют ценные свойства и применение. Например, коллоидальный субцитрат висмута, растворимый в воде, особенно при рН приблизительно от 3 до 8, использовался в течение десятилетий вместе с антибиотиками для лечения язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, а также инфекции Helicobacter pylori. Коллоидные формы ртути, неорганические соединения ртути и мази с металлической ртутью использовались местным способом для различных терапевтических целей, включая лечения инфекционной экземы или импетиго (соли ртути), лечения сифилиса (каломель), лечения псориаза (оксид ртути или хлористый меркураммоний). Коллоидные формы палладия и платины использовались в качестве катализаторов для различных химических реакций, включая органические восстановления, гидрогенолиз и т.п. Наночастицы платины в коллоидном виде также известны как противораковые агенты. Коллоидная медь, необязательно хелатированная салициловой кислотой, является сильным противовоспалительным агентом, при этом известно, что сублингвальные формы коллоидной меди или коллоидного цинка являются активными средствами от простуд и гриппа. Коллоидный цинк также способен оказывать особенно эффективное противовирусное действие. Во всех указанных различных областях существует постоянная потребность получения альтернативных физических форм коллоидных металлов или коллоидных соединений металлов с целью повышения их эффективности в соответствующих областях их применения.It is also known in the art that colloidal forms of metals other than gold or silver and compounds of such metals have valuable properties and uses. For example, water-soluble colloidal bismuth subcitrate, especially at a pH of about 3 to 8, has been used for decades along with antibiotics to treat stomach and duodenal ulcers, as well as Helicobacter pylori infection. Colloidal forms of mercury, inorganic compounds of mercury and ointments with metallic mercury were used locally for various therapeutic purposes, including the treatment of infectious eczema or impetigo (salt of mercury), the treatment of syphilis (calomel), the treatment of psoriasis (mercury oxide or mercuric chloride). Colloidal forms of palladium and platinum were used as catalysts for various chemical reactions, including organic reduction, hydrogenolysis, etc. Colloidal platinum nanoparticles are also known as anti-cancer agents. Colloidal copper, optionally chelated with salicylic acid, is a powerful anti-inflammatory agent, and it is known that sublingual forms of colloidal copper or colloidal zinc are active against colds and flu. Colloidal zinc is also able to have a particularly effective antiviral effect. In all these various fields, there is a continuing need for alternative physical forms of colloidal metals or colloidal metal compounds in order to increase their effectiveness in their respective fields of application.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В самом широком смысле настоящее изобретение относится к применению бактерий для получения коллоидных соединений металлов на мембране бактерий и последующему применению бактерий с покрытием в качестве противомикробного агента. В частности, изобретение относится к:In the broadest sense, the present invention relates to the use of bacteria for producing colloidal metal compounds on a bacterial membrane and the subsequent use of coated bacteria as an antimicrobial agent. In particular, the invention relates to:

- применению бактерий для получения коллоидных соединений металлов путем контакта указанных бактерий со смесью солей металлов и других солей при контролируемом рН, обеспечивающего выработку бактериями коллоидных соединений металлов на их мембране; и- the use of bacteria to obtain colloidal metal compounds by contacting these bacteria with a mixture of metal salts and other salts at a controlled pH, which ensures that bacteria produce colloidal metal compounds on their membrane; and

- применению указанных бактерий с покрытием из соединений металлов на мембране в качестве противомикробного агента.- the use of these bacteria coated with metal compounds on the membrane as an antimicrobial agent.

Согласно одному из вариантов изобретение относится к получению металлических наноосадков пробиотическими и другими бактериями, которые могут быть использованы в качестве противомикробного агента в питьевой воде, в покрытиях поверхностей и других материалах.In one embodiment, the invention relates to the production of metal nanoparticles by probiotic and other bacteria that can be used as an antimicrobial agent in drinking water, in surface coatings and other materials.

Более конкретно, некоторые бактерии способны восстанавливать соли Ag(I) до коллоидного Ag(0), осаждающегося в виде нано-Ag частиц на поверхность клетки. Биомасса, покрытая коллоидным серебром или другим металлическим наноосадком, может быть легко отделена от водной фазы фильтрацией или центрифугированием, может быть промыта и ополоснута и подвергнута дальнейшей обработке с получением коллоидного продукта с сильными противомикробными свойствами как в виде (разбавленной) суспензии, так и при обработке в покрытиях.More specifically, some bacteria are able to reduce salts of Ag (I) to colloidal Ag (0), which is deposited in the form of nano-Ag particles on the surface of the cell. The biomass coated with colloidal silver or another metal nano-precipitate can be easily separated from the aqueous phase by filtration or centrifugation, can be washed and rinsed and subjected to further processing to obtain a colloidal product with strong antimicrobial properties both in the form of (diluted) suspension and during processing in coatings.

Интересно, что группа пробиотических бактерий, т.е. бактерий, получаемых промышленным способом, благодаря целебному действию на здоровье человека при их наличии в пищеварительном тракте человека, демонстрирует данную способность образовывать наноосадки на поверхности своих клеток. Такие бактерии включают, но не ограничиваются ими, пробиотические штаммы Lactobacillus fermentum.Interestingly, the group of probiotic bacteria, i.e. bacteria obtained industrially, due to the healing effect on human health, if they are present in the human digestive tract, demonstrates this ability to form nano-deposits on the surface of their cells. Such bacteria include, but are not limited to, probiotic strains of Lactobacillus fermentum.

Добавляя специфическую комбинацию солей (AgNO3, NH4Cl, NaOH и другие) к концентрированной клеточной культуре бактерий и контролируя рН, получают коллоидный продукт серебра с сильными противомикробными свойствами. Соли других металлов в комбинации с некоторыми бактериальными штаммами также вызывают образование наноосадков с подобными свойствами, что также входит в состав этого изобретения.Adding a specific combination of salts (AgNO 3 , NH 4 Cl, NaOH and others) to a concentrated cell culture of bacteria and controlling the pH, a colloidal silver product with strong antimicrobial properties is obtained. Salts of other metals in combination with certain bacterial strains also cause the formation of nano-deposits with similar properties, which is also part of this invention.

Регулируя отношение “масса серебра” к “массе биологических клеток” (Ag:CDW, где CDW = масса клеток в сухом состоянии), можно изменять реакционную способность и свойства конечного продукта коллоидного серебра, касающиеся размера коллоидных частиц, распределения коллоидных частиц и их прочих свойств.By adjusting the ratio of “mass of silver” to “mass of biological cells” (Ag: CDW, where CDW = mass of cells in the dry state), one can change the reactivity and properties of the final product of colloidal silver regarding the size of colloidal particles, the distribution of colloidal particles and their other properties .

Соединения коллоидного серебра, получаемые на поверхности бактерий, имеют очень широкий диапазон использования, включая, но не ограничиваясь ими: дезинфекция воды, использование в качестве дезинфицирующего агента в средствах для очистки, в качестве очищающего агента, состава в противомикробных покрытиях, для медицинских целей, лекарственных препаратов для людей, использование в текстильных изделиях, в мазях и смазочных средствах, в качестве катализатора и т.д.Colloidal silver compounds obtained on the surface of bacteria have a very wide range of uses, including, but not limited to: disinfection of water, use as a disinfecting agent in cleaning products, as a cleaning agent, composition in antimicrobial coatings, for medical purposes, medicinal preparations for people, use in textiles, in ointments and lubricants, as a catalyst, etc.

Производственный процесс является прямым, экономически выгодным, имеет высокий выход и может быть легко обновлен, размер и распределение частиц могут быть проконтролированы, а противомикробная реакционная способность получаемого наносеребра превосходит другие коллоидные продукты серебра при очень низких (ч./млрд) концентрациях. Более того, такой продукт может быть обработан в различных видах: сухом, суспендированном виде или в виде “влажных” пеллет, он может входить в состав различных композиций. Конечный продукт не содержит остатков химических реагентов, поскольку он может быть промыт чистой водой без потери активности.The production process is direct, cost-effective, has a high yield and can be easily updated, particle size and distribution can be controlled, and the antimicrobial reactivity of the resulting nanosilver surpasses other colloidal silver products at very low (ppm) concentrations. Moreover, such a product can be processed in various forms: dry, suspended or in the form of “wet” pellets, it can be part of various compositions. The final product does not contain chemical residues, since it can be washed with clean water without loss of activity.

Пробиотические бактерии могут быть использованы для самых различных целей в здравоохранении и пищевой промышленности. Бактериальный продукт с покрытием из Ag особенно подходит для следующих видов применения:Probiotic bacteria can be used for a wide variety of purposes in the healthcare and food industries. Ag coated bacterial product is especially suitable for the following applications:

- компонент дезинфицирующих чистящих средств (больницы, лаборатории, площадки для разведения животных и т.д.);- a component of disinfectant cleaners (hospitals, laboratories, animal breeding grounds, etc.);

- использование в керамических фильтрах или иных фильтрах для дезинфекции воды, как питьевой воды, так и воды в плавательных бассейнах, воды для выращивания животных, воды для выращивания водных культур и пр.;- use in ceramic filters or other filters for the disinfection of water, both drinking water and water in swimming pools, water for raising animals, water for growing aquatic cultures, etc .;

- использование в дезинфицирующих покрытиях: полимеры, текстильные волокна, металлы;- use in disinfecting coatings: polymers, textile fibers, metals;

- подходит для использования в составе дезинфицирующих мазей для кожи, смазывающих средств и т.д.;- Suitable for use as part of skin disinfecting ointments, lubricants, etc .;

- использование для дезинфекции питьевой воды: развивающиеся страны, ранцы, самолеты и многое другое (простое добавление в виде капель), и- use of drinking water for disinfection: developing countries, satchels, airplanes and much more (simple addition in the form of drops), and

- борьба с патогенными микроорганизмами: Legionella, Cryprosporidium, Hepatitis, Herpes, Pseudomonas, Staphylococcus, различными видами бактерий, грибков и вирусов.- fight against pathogenic microorganisms: Legionella, Cryprosporidium, Hepatitis, Herpes, Pseudomonas, Staphylococcus, various types of bacteria, fungi and viruses.

Другой целью настоящего изобретения является получение наночастиц золота и серебра высокого качества. Первый аспект настоящего изобретения касается разработки усовершенствованного биологического способа получения композиции, включающей коллоидные наночастицы золота и серебра, при этом указанный способ включает использование пробиотических бактерий, в частности, вида Lactobacillus, таких как Lactobacillus fermentum, и контакт указанной биомассы с водным раствором соли серебра (I) или соли золота (III). Настоящее изобретение основано на неожиданном открытии, заключающемся в том, что некоторые специфические параметры способа для получения наночастиц золота или серебра путем биовосстановления оказывают сильное влияние на эффективность их получения и характеристики получаемых наночастиц. В частности, специфические способы согласно настоящему изобретению оказывают сильное влияние на противомикробную активность получаемой композиции, включающей наночастицы серебра.Another objective of the present invention is to obtain high quality gold and silver nanoparticles. A first aspect of the present invention relates to the development of an improved biological method for preparing a composition comprising colloidal gold and silver nanoparticles, said method comprising using probiotic bacteria, in particular Lactobacillus species such as Lactobacillus fermentum, and contacting said biomass with an aqueous solution of silver salt (I ) or gold salt (III). The present invention is based on the unexpected discovery that some specific parameters of the method for producing gold or silver nanoparticles by bioremediation have a strong influence on the efficiency of their preparation and the characteristics of the resulting nanoparticles. In particular, the specific methods of the present invention have a strong effect on the antimicrobial activity of the resulting composition, including silver nanoparticles.

Другой аспект настоящего изобретения заключается в том, что композиция из наночастиц золота и серебра, полученная биовосстановлением в таких специфических условиях, может быть подвергнута дальнейшей обработке, например отделена от биомассы с сохранением или даже усилением ее активности или других соответствующих свойств, таких как стабильность при хранении. Альтернативно, последующая химическая обработка, например, при помощи окисляющих агентов, таких как пероксид или пер-соль, композиции из наночастиц золота и серебра, полученной биовосстановлением в таких специфических условиях, может даже усилить свойства получаемой композиции наночастиц.Another aspect of the present invention is that the composition of gold and silver nanoparticles obtained by bioremediation under such specific conditions can be further processed, for example, separated from the biomass while maintaining or even enhancing its activity or other relevant properties, such as storage stability . Alternatively, subsequent chemical treatment, for example with oxidizing agents such as peroxide or per-salt, of a gold and silver nanoparticle composition obtained by bioreduction under such specific conditions, can even enhance the properties of the resulting nanoparticle composition.

Преимущество способа согласно настоящему изобретению также заключается в том, что размер и распределение получаемых наночастиц золота и серебра могут быть отрегулированы воспроизводимым образом.An advantage of the method according to the present invention also lies in the fact that the size and distribution of the resulting gold and silver nanoparticles can be adjusted in a reproducible manner.

Преимущество настоящего изобретения также заключается в том, что указанный способ обеспечивает получение результата с высокой степенью надежности за существенно более короткое время с низкими затратами и без вреда для окружающей среды путем снижения потребности в потенциально токсичных и/или дорогостоящих химикатах. В композиции, получаемой способом согласно изобретению, не остается никаких вредных остатков химических реагентов, в большой степени благодаря тому, что используемую биомассу получают из безвредных, например пробиотических, микроорганизмов. Поэтому преимущество настоящего изобретения заключается в том, что способ обеспечивает получение композиции, которая при использовании вместе с эукариотическими организмами не оказывает существенного влияния на такие организмы. Согласно специфическому варианту изобретение обеспечивает получение композиции с высокой противомикробной активностью, также действующей против морских микроорганизмов, существенно не воздействуя на эукариотические организмы. Дополнительное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что изобретение позволяет получать композицию, имеющую высокую концентрацию наносеребра или нанозолота как таковых, а также включает наносеребро или нанозолото, по существу состоящее из серебра или золота в их металлическом состоянии соответственно, например, включает более приблизительно 95% Ag0 от общего содержания серебра или более приблизительно 95% Au0 от общего содержания золота соответственно.An advantage of the present invention also lies in the fact that this method provides a result with a high degree of reliability in a significantly shorter time at low cost and without harm to the environment by reducing the need for potentially toxic and / or expensive chemicals. In the composition obtained by the method according to the invention, no harmful residues of chemical reagents remain, largely due to the fact that the biomass used is obtained from harmless, for example probiotic, microorganisms. Therefore, an advantage of the present invention is that the method provides a composition which, when used together with eukaryotic organisms, does not significantly affect such organisms. According to a specific embodiment, the invention provides a composition with high antimicrobial activity that also acts against marine microorganisms without significantly affecting eukaryotic organisms. An additional advantage of the present invention is that the invention allows to obtain a composition having a high concentration of nanosilver or nano-gold as such, and also includes nano-silver or nano-gold, essentially consisting of silver or gold in their metallic state, respectively, for example, includes more than about 95% Ag 0 of the total silver content or more than about 95% Au 0 of the total gold content, respectively.

Следующее преимущество настоящего изобретения заключается в том, что получаемый продукт или композиция могут быть легко и безопасно обработаны с сохранением или даже усилением их активности. Композиция может быть высушена либо иметь вид суспензии или влажных пеллет, она также может иметь различные формы, такие как аэрозоль или пропитка носителя, без ухудшения противомикробной активности благодаря стабильности частиц наносеребра.A further advantage of the present invention is that the resulting product or composition can be easily and safely processed while maintaining or even enhancing their activity. The composition can be dried or in the form of a suspension or wet pellets, it can also take various forms, such as aerosol or impregnation of a carrier, without impairing antimicrobial activity due to the stability of nanosilver particles.

Согласно очередному варианту настоящее изобретение относится к применению композиции коллоидального серебра, получаемой в соответствии с вышеописанным способом, в качестве альгицидного или гербицидного агента.According to yet another embodiment, the present invention relates to the use of a colloidal silver composition obtained in accordance with the above method as an algicidal or herbicidal agent.

ОпределенияDefinitions

Используемые здесь для описания настоящего изобретения термины “наносеребро” или “нано-Ag” относятся к наночастицам металлического серебра (Ag0). Согласно настоящему изобретению указанные наночастицы могут или не могут быть осаждены на биомассу. Размер таких наночастиц может варьировать приблизительно от 0,1 нм до 100 нм, например в диапазоне приблизительно от 0,5 нм до 5 нм. Гранулометрическое распределение таких наночастиц также может варьировать вокруг их среднего размера.As used herein to describe the present invention, the terms “nanosilver” or “nano-Ag” refer to metallic silver nanoparticles (Ag 0 ). According to the present invention, said nanoparticles may or may not be precipitated onto biomass. The size of such nanoparticles can vary from about 0.1 nm to 100 nm, for example in the range from about 0.5 nm to 5 nm. The particle size distribution of such nanoparticles can also vary around their average size.

Используемые здесь для описания настоящего изобретения термины “нанозолото” или “нано-Au” относятся к наночастицам металлического золота (Au0). Согласно настоящему изобретению указанные наночастицы могут или не могут быть осаждены на биомассу. Размер таких наночастиц может варьировать приблизительно от 0,1 нм до 100 нм, например в диапазоне приблизительно от 0,5 нм до 5 нм. Гранулометрическое распределение таких наночастиц также может варьировать вокруг их среднего размера.As used herein to describe the present invention, the terms “nano-gold” or “nano-Au” refer to metal gold nanoparticles (Au 0 ). According to the present invention, said nanoparticles may or may not be precipitated onto biomass. The size of such nanoparticles can vary from about 0.1 nm to 100 nm, for example in the range from about 0.5 nm to 5 nm. The particle size distribution of such nanoparticles can also vary around their average size.

Используемый здесь для описания настоящего изобретения термин “биомасса” относится к органическому материалу, состоящему или полученному из бактериальных видов, используемых для получения “наносеребра” или “нанозолота”.As used herein to describe the present invention, the term “biomass” refers to organic material consisting of or derived from bacterial species used to produce “nanosilver” or “nanogold”.

Используемый здесь для описания настоящего изобретения термин “пробиотические бактерии” относится к бактериям, которые после введения в соответствующих количествах хозяину, такому как млекопитающее, морские виды (например, рыба) или человек, оказывают благоприятное воздействие на здоровье указанного хозяина.As used herein to describe the present invention, the term “probiotic bacteria” refers to bacteria that, when administered in appropriate amounts to a host, such as a mammal, marine species (eg, fish), or humans, have a beneficial effect on the health of said host.

Используемый здесь для описания настоящего изобретения термин “серебро(I)” или “Ag(I)” относится к одновалентным положительно заряженным ионам серебра или Ag+.As used herein to describe the present invention, the term “silver (I)” or “Ag (I)” refers to monovalent positively charged silver or Ag + ions.

Используемые здесь для описания настоящего изобретения термины “золото(I)” и “золото(III)” относятся к одновалентным и трехвалентным положительно заряженным ионам золота соответственно.As used herein to describe the present invention, the terms “gold (I)” and “gold (III)” refer to monovalent and trivalent positively charged gold ions, respectively.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг. 1 иллюстрирует противомикробное действие обработки частицами наносеребра согласно одному из вариантов осуществления изобретения при различных концентрациях общего числа клеток и выживании Е. coli.FIG. 1 illustrates the antimicrobial effect of treatment with nanosilver particles according to one embodiment of the invention at various concentrations of the total number of cells and the survival of E. coli.

Фиг. 2 иллюстрирует спектр рентгеноструктурного анализа частиц наносеребра согласно одному из вариантов осуществления изобретения.FIG. 2 illustrates an X-ray diffraction spectrum of nanosilver particles according to one embodiment of the invention.

Фиг. 3 иллюстрирует действие отношения серебра к массе клеток в сухом состоянии во время получения частиц наносеребра согласно одному из вариантов осуществления изобретения на противомикробное действие указанных частиц против Salmonella typhimurium.FIG. 3 illustrates the effect of the ratio of silver to the mass of cells in the dry state during the production of nanosilver particles according to one embodiment of the invention on the antimicrobial effect of these particles against Salmonella typhimurium.

Фиг. 4 иллюстрирует спектр рентгеноструктурного анализа частиц наносеребра согласно другому варианту осуществления изобретения.FIG. 4 illustrates an X-ray diffraction spectrum of nanosilver particles according to another embodiment of the invention.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Первый аспект настоящего изобретения относится к разработке простого способа получения композиции, содержащей коллоидное наносеребро или нанозолото, включающего стадию инкубирования пробиотических бактерий с водным раствором, содержащим по меньшей мере 4 мМ соли серебра или золота.A first aspect of the present invention relates to the development of a simple method for producing a composition containing colloidal nanosilver or nanogold, comprising the step of incubating probiotic bacteria with an aqueous solution containing at least 4 mM silver or gold salt.

Согласно настоящему изобретению подходящие пробиотические бактерии принадлежат к родам, таким как, но не ограничиваясь ими, Lactobacillus, Bifidobacterium, Escherichia, Enterococcus, Saccharomyces и Bacillus. Пробиотические бактерии могут без ограничений принадлежать к одному или более следующих видов: Lactobacillus sakei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus cripatus, Lactobacillus delbrueckii подвид bulgaricus, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus rhamnosus, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium adolescentis, Escherichia coli Nissle, Saccharomyces boulardii, Streptococcus thermophilus, Enterococcus faecium, Bacillus licheniformis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bacillus acidophilus, Bacillus pumilus, Bacillus polyfermenticus, Bacillus clausii, Bacillus laterosporus, Bacillus sporogenes, Bacillus coagulas и Bacillus polymyxa.Suitable probiotic bacteria according to the present invention belong to genera, such as, but not limited to, Lactobacillus, Bifidobacterium, Escherichia, Enterococcus, Saccharomyces and Bacillus. Probiotic bacteria are free to belong to one or more of the following species: Lactobacillus sakei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus cripatus, Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus rhamnosus , Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium lactis, Bifidobacterium adolescentis, Escherichia coli Nissle, Saccharomyces boulardii, Streptococcus thermophilus, Enterococcus faecium, Bacillus licheniformis, Bacillus cereus, Bacillus subtilis, Bacillus megaterium, Bacillus acidophilus, Bacillus pumilus, Bacillus polyfermenticus, Bacillus clausii, Bacillus laterosporus, Bacillus sporogenes, Bacillus coagulas and Bacillus polymyxa.

Для осуществления различных вариантов способа согласно настоящему изобретению может быть использована любая растворимая в воде соль серебра. В описании термин “соль серебра” также включает гидраты и другие сольваты таких солей серебра. Растворимая в воде соль серебра может быть определена здесь как соль серебра с растворимостью в воде, составляющей по меньшей мере 0,1 г/л при температуре осуществления способа согласно изобретению, например при комнатной температуре. Соль серебра может без ограничений представлять собой неорганическую соль серебра или органическую соль серебра, такую как, но не ограничиваясь ими, ацетат серебра, хлорид серебра, перхлорат серебра, хлорат серебра, бромид серебра, фторид серебра, лактат серебра, нитрат серебра, сульфат серебра или тартрат серебра.Any water-soluble silver salt can be used to carry out various variations of the process of the present invention. In the description, the term “silver salt” also includes hydrates and other solvates of such silver salts. A water-soluble silver salt can be defined here as a silver salt with a solubility in water of at least 0.1 g / l at the temperature of the method according to the invention, for example at room temperature. The silver salt may, without limitation, be an inorganic silver salt or an organic silver salt, such as, but not limited to, silver acetate, silver chloride, silver perchlorate, silver chlorate, silver bromide, silver fluoride, silver lactate, silver nitrate, silver sulfate or silver tartrate.

Для осуществления различных вариантов способа согласно настоящему изобретению может быть использована любая растворимая в воде соль золота. В описании термин “соль золота” также включает гидраты и другие сольваты таких солей золота. Растворимая в воде соль золота может быть определена здесь как соль золота с растворимостью в воде, составляющей по меньшей мере 0,1 г/л при температуре осуществления способа согласно изобретению, например при комнатной температуре. Соль золота может без ограничений быть одновалентной или трехвалентной. Соль золота может без ограничений представлять собой неорганическую соль золота или органическую соль золота, или смешанную соль золота, такую как, но не ограничиваясь ими, хлорид золота (III), моногидрат тиомалята золота-натрия, бромид золота (III), иодид золота (III) и нитрат золота (III).Any water soluble gold salt may be used to implement the various process variants of the present invention. In the description, the term “gold salt” also includes hydrates and other solvates of such gold salts. A water soluble gold salt can be defined here as a gold salt with a solubility in water of at least 0.1 g / l at the temperature of the process according to the invention, for example at room temperature. A gold salt may, without limitation, be monovalent or trivalent. The gold salt may, without limitation, be an inorganic gold salt or an organic gold salt, or a mixed gold salt, such as, but not limited to, gold (III) chloride, gold-sodium thiomalate monohydrate, gold (III) bromide, gold (III) iodide ) and gold (III) nitrate.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения первоначальная концентрация соли серебра или золота в инкубируемом водном растворе должна составлять по меньшей мере 4 мМ, например по меньшей мере 10 мМ или в качестве конкретного примера по меньшей мере 50 мМ.According to one embodiment of the present invention, the initial concentration of the silver or gold salt in the incubated aqueous solution should be at least 4 mM, for example at least 10 mM or, as a specific example, at least 50 mM.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения указанный водный раствор может также включать дополнительные компоненты, способные влиять на поведение, в частности улучшать свойства полученной композиции. В этом отношении, в варианте осуществления настоящего изобретения с получением наносеребра описываемый способ может включать стадию инкубирования пробиотических бактерий (описанных выше) с водным раствором, включающим по меньшей мере 4 мМ соли серебра и дополнительно включающим аммиак и/или соль аммония. Соли аммония, применимые в этом варианте, включают, но не ограничиваются ими, хлорид аммония, нитрат аммония, фосфат аммония, сульфат аммония, карбонат аммония, формиат аммония и бромид аммония. Количество аммиака и/или соли аммония, используемое в этом варианте осуществления настоящего изобретения, предпочтительно должно быть достаточным для того, чтобы обеспечить формирование существенного количества комплекса серебро-аммиак или серебро-аммоний, такого как, но не ограничиваясь им, комплекс серебро(I)-аммиак в виде Ag(NH2)+ и/или {Ag(NH3)2}+. Согласно другому аспекту варианта осуществления настоящего изобретения инкубируемый водный раствор может также включать соответствующее количество гидроксида щелочного металла, такого как, но не ограничиваясь ими, гидроксид натрия или гидроксид калия. В соответствии с приведенным ниже описанием такое соответствующее количество может быть определено с учетом устанавливаемого подходящего диапазона рН.According to another embodiment of the present invention, said aqueous solution may also include additional components capable of influencing behavior, in particular improving the properties of the resulting composition. In this regard, in an embodiment of the present invention to produce nanosilver, the described method may include the step of incubating the probiotic bacteria (described above) with an aqueous solution comprising at least 4 mM silver salt and further comprising ammonia and / or ammonium salt. Ammonium salts useful in this embodiment include, but are not limited to, ammonium chloride, ammonium nitrate, ammonium phosphate, ammonium sulfate, ammonium carbonate, ammonium formate and ammonium bromide. The amount of ammonia and / or ammonium salt used in this embodiment of the present invention should preferably be sufficient to allow the formation of a significant amount of a silver-ammonia or silver-ammonium complex, such as, but not limited to, a silver (I) complex -ammonia in the form of Ag (NH 2 ) + and / or {Ag (NH 3 ) 2 } + . According to another aspect of an embodiment of the present invention, the incubated aqueous solution may also include an appropriate amount of an alkali metal hydroxide, such as, but not limited to, sodium hydroxide or potassium hydroxide. In accordance with the description below, such an appropriate amount can be determined taking into account the set suitable pH range.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения описываемый способ включает стадию инкубирования пробиотических бактерий (описанных выше) с водным раствором, включающим по меньшей мере 4 мМ соли золота и дополнительно включающим соответствующее количество гидроксида щелочного металла, такого как, но не ограничиваясь ими, гидроксид натрия или гидроксид калия, в отсутствие аммиака и/или соли аммония.According to another embodiment of the present invention, the described method includes the step of incubating the probiotic bacteria (described above) with an aqueous solution comprising at least 4 mm gold salt and further including an appropriate amount of alkali metal hydroxide, such as, but not limited to, sodium hydroxide or hydroxide potassium, in the absence of ammonia and / or ammonium salt.

Подходящие гидроксиды щелочных металлов, такие как, но не ограничиваясь ими, гидроксид натрия или гидроксид калия, могут быть добавлены к инкубационному водному раствору в концентрации, составляющей приблизительно до 1М. Инкубацию предпочтительно осуществляют при рН, составляющей по меньшей мере 8, например в диапазоне приблизительно от 8 до 12 либо, в качестве более конкретного варианта, в диапазоне приблизительно от 8 до 11.Suitable alkali metal hydroxides, such as, but not limited to, sodium hydroxide or potassium hydroxide, may be added to the incubation aqueous solution at a concentration of up to about 1M. The incubation is preferably carried out at a pH of at least 8, for example in the range of from about 8 to 12, or, as a more specific embodiment, in the range of from about 8 to 11.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения отношение массы серебра или массы золота к массе клеток в сухом состоянии (далее сокращенно CWD) пробиотических бактерий по меньшей мере составляет около 0,01, например по меньшей мере около 0,05 или по меньшей мере около 0,1. Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения весовое соотношение Ag:CDW или Au/CDW составляет не более приблизительно 20, предпочтительно менее приблизительно 10, например менее 5.According to one embodiment of the present invention, the ratio of the mass of silver or mass of gold to dry cell mass (hereinafter abbreviated as CWD) of probiotic bacteria is at least about 0.01, for example at least about 0.05 or at least about 0, one. According to another embodiment of the present invention, the weight ratio of Ag: CDW or Au / CDW is not more than about 20, preferably less than about 10, for example less than 5.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения стадию инкубирования в этом способе осуществляют при температуре, составляющей приблизительно от 5°С до 45°С, предпочтительно при температуре, составляющей приблизительно от 15°С до 35°С, например при комнатной температуре.According to one embodiment of the present invention, the incubation step in this method is carried out at a temperature of from about 5 ° C to 45 ° C, preferably at a temperature of from about 15 ° C to 35 ° C, for example at room temperature.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения стадия инкубирования в этом способе может быть осуществлена в течение периода времени, составляющего приблизительно от 1 секунды до 30 минут, например приблизительно от 5 секунд до 20 минут. Специалист в данной области техники способен определить путем минимальных экспериментов наиболее подходящий период времени для инкубирования в зависимости от других параметров процесса, таких как, но не ограничиваясь ими, концентрация соли серебра или золота, температура инкубирования, весовое соотношение Ag:CDW или Au/CDW, присутствие или отсутствие аммиака или соли аммония и т.п. Как принято в данной области техники, инкубирование может быть осуществлено при перемешивании в течение по меньшей мере части инкубационного периода.According to another embodiment of the present invention, the incubation step in this method can be carried out for a period of time of from about 1 second to 30 minutes, for example from about 5 seconds to 20 minutes. The person skilled in the art is able to determine, by minimal experiments, the most suitable time period for incubation, depending on other process parameters, such as, but not limited to, silver or gold salt concentration, incubation temperature, Ag: CDW or Au / CDW weight ratio, the presence or absence of ammonia or an ammonium salt and the like. As is customary in the art, incubation can be carried out with stirring for at least part of the incubation period.

Способ согласно настоящему изобретению может также включать стадию дальнейшей обработки получаемой композиции, содержащей коллоидные наночастицы серебра или золота. Такая дальнейшая обработка может включать одну или более стадий, таких как, но не ограничиваясь ими, отделение по меньшей мере части биомассы от наночастиц серебра или золота либо фракционирование биомассы путем механической, ферментативной и/или физико-химической обработки, например при помощи ультразвука. Все указанные способы отделения или фракционирования биомассы хорошо известны специалистам в данной области техники. Альтернативно или в дополнение к указанным способам, такая обработка может включать стадию химической обработки с целью стабилизации или даже улучшения определенных желаемых свойств получаемой композиции, включающей коллоидные наночастицы серебра или золота. В соответствии с конкретным вариантом такой химической обработки композиция из наночастиц серебра или золота согласно настоящему изобретению может быть обработана после инкубирования и необязательного удаления биомассы окислителем, таким как пероксид или пер-соль, с целью получения осадка наночастиц серебра или золота с улучшенной стабильностью и/или (относительно наносеребра) с более высокой противомикробной активностью. Согласно этому варианту осуществления настоящего изобретения подходящие органические и неорганические пероксиды включают, но не ограничиваются ими, пероксид водорода, перуксусную кислоту и т.п. Подходящие пер-соли, применимые в этом варианте осуществления настоящего изобретения, включают, но не ограничиваются ими, щелочные водорастворимые соли, способные формировать пероксид водорода при диссоциации, например при растворении таких солей в воде высвобождается ион пероксида. Подходящие примеры таких солей включают перкарбонаты, пербораты, персиликаты и перфосфаты, ассоциированные с катионом, таким как щелочной металл. Особенно предпочтительным является перкарбонат натрия, имеющий эмпирическую формулу 2Na2CO3·3Н2О2. В подтверждение этого варианта осуществления настоящего изобретения специалист в данной области техники знает, что:The method according to the present invention may also include the step of further processing the resulting composition containing colloidal silver or gold nanoparticles. Such further processing may include one or more steps, such as, but not limited to, separating at least a portion of the biomass from silver or gold nanoparticles or fractionating the biomass by mechanical, enzymatic and / or physicochemical treatment, for example, by means of ultrasound. All of these methods for separating or fractionating biomass are well known to those skilled in the art. Alternatively or in addition to these methods, such a treatment may include a chemical treatment step to stabilize or even improve certain desired properties of the resulting composition, including colloidal silver or gold nanoparticles. According to a specific embodiment of such a chemical treatment, the silver or gold nanoparticle composition of the present invention can be treated after incubation and optionally removing the biomass with an oxidizing agent such as peroxide or per-salt to form a precipitate of silver or gold nanoparticles with improved stability and / or (relative to nanosilver) with higher antimicrobial activity. According to this embodiment of the present invention, suitable organic and inorganic peroxides include, but are not limited to, hydrogen peroxide, peracetic acid, and the like. Suitable per-salts applicable in this embodiment of the present invention include, but are not limited to, alkaline water-soluble salts capable of forming hydrogen peroxide upon dissociation, for example, peroxide ion is released when such salts are dissolved in water. Suitable examples of such salts include percarbonates, perborates, persilicates and perphosphates associated with a cation, such as an alkali metal. Particularly preferred is sodium percarbonate having the empirical formula 2Na 2 CO 3 · 3H 2 O 2 . In support of this embodiment of the present invention, a person skilled in the art knows that:

- такие пер-соли могут превосходить по дезинфекционной способности пероксид водорода;- such per-salts may be superior in disinfection ability to hydrogen peroxide;

- пероксид водорода является слабым дезинфицирующим средством и плохо проникает в бактерии;- hydrogen peroxide is a weak disinfectant and penetrates poorly into bacteria;

при растворении пер-соли в воде и освобождении пероксидаby dissolving per-salt in water and releasing peroxide

водорода щелочная соль экстрагирует протон из освобожденного пероксида водорода, формируя ион гидропероксида, который в отличие от пероксида водорода является сильным дезинфицирующим средством и легко проникает в бактерии.hydrogen, the alkaline salt extracts the proton from the liberated hydrogen peroxide, forming a hydroperoxide ion, which, unlike hydrogen peroxide, is a powerful disinfectant and easily penetrates bacteria.

В любой момент процесса согласно изобретению твердая часть, включающая коллоидное наносеребро или нанозолото, может быть отделена от жидкой части любым способом, хорошо известным специалисту в данной области техники. Например, она может быть отделена центрифугированием и последующей декантацией жидкой фракции либо фильтрацией.At any point in the process according to the invention, the solid part, including colloidal nanosilver or nanogold, can be separated from the liquid part by any method well known to a person skilled in the art. For example, it can be separated by centrifugation and subsequent decantation of the liquid fraction or by filtration.

В способе согласно настоящему изобретению соль серебра или золота может быть по меньшей мере частично замещена солью меди при одновременном тщательном регулировании одного или более реакционных рабочих условий, таких как, но не ограничиваясь ими, рН, температура инкубирования, вид соли и концентрация соли. В способе согласно настоящему изобретению виды пробиотических бактерий также могут быть по меньшей мере частично замещены альтернативными организмами или бактериями при одновременном тщательном регулировании одного или более реакционных рабочих условий, таких как, но не ограничиваясь ими, рН, температура инкубирования, вид соли и концентрация соли (золота или серебра). Такие альтернативные бактерии могут быть выбраны из группы, включающей бактерии, которые обычно считаются безопасными для окружающей среды, более конкретно, бактерии, которые, как известно, имеют способность к биовосстановлению.In the method according to the present invention, the silver or gold salt can be at least partially replaced by a copper salt while carefully regulating one or more reaction operating conditions, such as, but not limited to, pH, incubation temperature, type of salt, and salt concentration. In the method according to the present invention, the types of probiotic bacteria can also be at least partially replaced by alternative organisms or bacteria, while carefully regulating one or more reaction working conditions, such as, but not limited to, pH, incubation temperature, type of salt, and salt concentration ( gold or silver). Such alternative bacteria can be selected from the group consisting of bacteria that are generally considered environmentally friendly, more specifically, bacteria that are known to have bio-recovery potential.

Несмотря на то что способ согласно настоящему изобретению в основном описан здесь относительно серебра и золота, он не ограничивается этими металлами, а, как указано в самом широком его выражении, также применим к другим металлам или соединениям металлов при условии, что одно или более реакционных рабочих условий, таких как, но не ограничиваясь ими, рН, температура инкубирования, вид соли и концентрация соли, адаптированы соответствующим образом. Такая адаптация входит в объем рутинных экспериментов для специалиста с учетом изложенных здесь общих положений. Металлы, представляющие особый интерес в рамках данного изобретения, включают цинк, ртуть, медь, палладий, платину и висмут.Although the method according to the present invention is mainly described here with respect to silver and gold, it is not limited to these metals, but, as indicated in its broadest expression, is also applicable to other metals or metal compounds, provided that one or more reaction workers conditions, such as, but not limited to, pH, incubation temperature, type of salt and salt concentration, are adapted accordingly. Such adaptation is included in the scope of routine experiments for a specialist, taking into account the general provisions set forth here. Metals of particular interest in the framework of this invention include zinc, mercury, copper, palladium, platinum and bismuth.

Второй аспект настоящего изобретения касается противомикробного использования наносеребряной композиции, получаемой вышеописанным способом, основанного на неожиданном открытии, заключающемся в том, что эффективная концентрация такой наносеребряной композиции при противомикробной обработке может быть исключительно низкой, в зависимости от бактерий-мишеней, например около 0,5 м.д. или даже менее, например около 0,05 м.д. или даже менее, а также на открытии, заключающемся в том, что существенное снижение количества нежелательных бактерий может произойти в течение ограниченного периода времени, например не более чем в течение приблизительно 5 часов. Подходящие для этого аспекта настоящего изобретения бактерии-мишени включают широкий диапазон грамположительных и грамотрицательных микробов, таких как, но не ограничиваясь ими, Pseudomonas aeruginosa (например, штамм СМСМ-2-22), Pseudomonas cepacia, Enterobacter cloacae, Enterobacter agglomerans, Klebsiella pneumoniae (например, штамм ATCC-10031), Eschericia coli, Streptococcua faecalis (например, штамм ATCC-10541), Staphylococcus cohnii, Staphylococcus aureus (например, штамм IP 52154 или ATCC-6538), Bacillus subtilis (штамм ATCC-19659) (которые являются обычными больничными штаммами бактерий), Enterococcus facium, Enterococcus hirae, Thibacillus ferrooxidans (например, штамм ATCC-13661), Lactobacilli, Thermophilic bacilli, Trychophyton interdigitale (например, штамм ATCC-640), Clostridium sporogenes (штамм ATCC-3584), Clostridium perfringens (штамм ATCC-13124), Salmonella typhimurium, Listeria monocytogenes и т.п. Наносеребряная композиция согласно изобретению также способна проявлять активность против грибков, включая, например, Candida albicans (например, штамм APCC-2091), Mycobacterium smegmatis (например, штамм IP 7326), Aspergillus niger (например, штамм 218 IP), Penicillium verrucosum и т.п., а также способна проявлять антипаразитарную активность против, например, Schistosoma haematobium, Schistosoma mansoni и т.п.The second aspect of the present invention relates to the antimicrobial use of a nanosilver composition obtained by the above method, based on an unexpected discovery, namely that the effective concentration of such a nanosilver composition during antimicrobial treatment can be extremely low, depending on the target bacteria, for example, about 0.5 m .d. or even less, for example about 0.05 ppm. or even less, and also at the discovery that a significant reduction in the number of unwanted bacteria can occur within a limited period of time, for example, not more than about 5 hours. Suitable target bacteria for this aspect of the present invention include a wide range of gram-positive and gram-negative microbes, such as, but not limited to, Pseudomonas aeruginosa (e.g. strain CMCM-2-22), Pseudomonas cepacia, Enterobacter cloacae, Enterobacter agglomerans, Klebsiella pneumonia e.g. strain ATCC-10031), Eschericia coli, Streptococcua faecalis (e.g. strain ATCC-10541), Staphylococcus cohnii, Staphylococcus aureus (e.g. strain IP 52154 or ATCC-6538), Bacillus subtilis (strain ATCC-19659) (which are common hospital bacterial strains), Enterococcus facium, Enterococcus hirae, Thibacillus ferrooxidans (e.g. strain ATCC-13661), Lactobacilli, Therm ophilic bacilli, Trychophyton interdigitale (e.g., ATCC-640 strain), Clostridium sporogenes (ATCC-3584 strain), Clostridium perfringens (ATCC-13124 strain), Salmonella typhimurium, Listeria monocytogenes, etc. The nanosilver composition according to the invention is also capable of showing activity against fungi, including, for example, Candida albicans (e.g., strain APCC-2091), Mycobacterium smegmatis (e.g., strain IP 7326), Aspergillus niger (e.g., strain 218 IP), Penicillium verrucosum and t .p., and is also capable of exhibiting antiparasitic activity against, for example, Schistosoma haematobium, Schistosoma mansoni and the like.

Согласно конкретному варианту осуществления настоящего изобретения противомикробное (или противогрибковое, или противопаразитарное, или противовирусное) применение может иметь вид жидкой дезинфицирующей композиции, в которой наносеребряная композиция, полученная вышеописанными способами, может быть соединена со вторым противомикробным агентом или смесью таких агентов. Подходящие примеры второго противомикробного агента включают, но ограничиваются ими, пероксид водорода, четвертичные соли аммония, перуксусную кислоту, пер-соли (указанные выше при описании первого аспекта настоящего изобретения), а также их смеси в любых известных пропорциях. В частности, указанная комбинация способна обеспечить синергетическое действие противомикробной активности. Согласно конкретному варианту указанный второй противомикробный агент может представлять собой окислительный противомикробный агент, такой как, но не ограничиваясь ими, диоксид хлора, монохлорамин, гипохлорит, перманганат калия, йод или хлор. Жидкие дезинфицирующие композиции согласно этому варианту изобретения могут дополнительно включать один или более стабилизаторов, таких как, например, фосфорная кислота, азотная кислота, серная кислота, бромистоводородная кислота или борная кислота либо их смеси, задачей которых является регулирование рН композиции в рамках диапазона, подходящего для ее транспортировки и использования. Среди стабилизаторов из неорганической кислоты особенно предпочтительной является фосфорная кислота. На практике подходящее количество указанного кислотного стабилизатора обычно может быть добавлено к пероксиду водорода марки “коммерчески доступный”. Стабилизатор, необязательно используемый в изобретении, также может представлять собой органическую карбоновую кислоту, такую как винная кислота, лимонная кислота (или ее гидрат), бензойная кислота, пиколиновая кислота, никотиновая кислота и изоникотиновая кислота. Для этой цели могут быть также использованы смеси органических и неорганических кислот. Указанный стабилизатор (стабилизаторы), при его наличии, предпочтительно присутствует в количестве, эффективном для регулирования рН и/или длительной стойкости при хранении жидкой дезинфицирующей композиции. Такие дезинфицирующие жидкие композиции согласно изобретению могут также включать по меньшей мере один компонент, выбранный из группы, состоящей из поверхностно-активных веществ, ингибиторов коррозии и ароматизаторов (отдушек).According to a specific embodiment of the present invention, the antimicrobial (or antifungal, or antiparasitic, or antiviral) use may be in the form of a liquid disinfectant composition in which the nanosilver composition obtained by the above methods can be combined with a second antimicrobial agent or a mixture of such agents. Suitable examples of the second antimicrobial agent include, but are not limited to, hydrogen peroxide, quaternary ammonium salts, peracetic acid, per-salts (mentioned above in the description of the first aspect of the present invention), as well as mixtures thereof in any known proportions. In particular, this combination is capable of providing a synergistic effect of antimicrobial activity. In a particular embodiment, said second antimicrobial agent may be an oxidizing antimicrobial agent, such as, but not limited to, chlorine dioxide, monochloramine, hypochlorite, potassium permanganate, iodine or chlorine. The liquid disinfectant compositions according to this embodiment of the invention may further include one or more stabilizers, such as, for example, phosphoric acid, nitric acid, sulfuric acid, hydrobromic acid or boric acid, or mixtures thereof, the purpose of which is to adjust the pH of the composition within a range suitable for its transportation and use. Among inorganic acid stabilizers, phosphoric acid is particularly preferred. In practice, a suitable amount of said acidic stabilizer can usually be added to commercially available hydrogen peroxide grades. The stabilizer optionally used in the invention may also be an organic carboxylic acid, such as tartaric acid, citric acid (or its hydrate), benzoic acid, picolinic acid, nicotinic acid, and isonicotinic acid. Mixtures of organic and inorganic acids can also be used for this purpose. The specified stabilizer (s), if any, is preferably present in an amount effective to control pH and / or long-term storage stability of the liquid disinfectant composition. Such disinfectant liquid compositions according to the invention may also include at least one component selected from the group consisting of surfactants, corrosion inhibitors and fragrances.

Подходящие поверхностно-активные вещества, которые могут быть использованы в дезинфицирующих композициях согласно настоящему изобретению, включают, например, но не ограничиваются ими, катионные, неионные, амфотерные и цвиттерионные поверхностно-активные вещества, предпочтительно ПАВ, подходящие для контакта с пищевыми продуктами или питьевой водой, в соответствующих дозах, а также смеси таких соединений. Потенциально применимым для этой цели является широкий ряд неионных поверхностно-активных веществ. Неограничивающие примеры анионных поверхностно-активных веществ включают, например, ПАВ, выбранные из группы, состоящей из полиэтоксилированных и/или полипропоксилированных гликолей, сложных моноэфиров С820 жирных кислот, монопальмитата сорбитана и т.п. Конкретные примеры подходящих амфотерных поверхностно-активных веществ включают 3-додециламинопропионат натрия, 3-додециламинопропансульфонат натрия, N-алкилтаурины и бетаины.Suitable surfactants that can be used in the disinfectant compositions of the present invention include, for example, but not limited to, cationic, nonionic, amphoteric, and zwitterionic surfactants, preferably surfactants, suitable for contact with food or drinking water , in appropriate doses, as well as mixtures of such compounds. A wide range of nonionic surfactants is potentially applicable for this purpose. Non-limiting examples of anionic surfactants include, for example, surfactants selected from the group consisting of polyethoxylated and / or polypropoxylated glycols, C 8 -C 20 fatty acid monoesters, sorbitan monopalmitate, and the like. Specific examples of suitable amphoteric surfactants include sodium 3-dodecylaminopropionate, sodium 3-dodecylaminopropanesulfonate, N-alkyl taurines and betaines.

Дезинфицирующая композиция, включающая наносеребро, полученное способом согласно настоящему изобретению, может быть стабилизирована в биоматрице и может быть использована непосредственно или после дальнейшей вышеописанной обработки с целью обработки, очистки или обеззараживания среды. Например, частицы наносеребра могут быть диспергированы на то место, откуда должны быть удалены бактерии, или вокруг него любыми подходящими средствами или способами нанесения. Наносеребряный компонент композиции способен взаимодействовать с компонентами клеток бактерий, таким образом эффективно разрушая их и снижая общее количество клеток бактерий до приемлемого уровня.A disinfectant composition comprising nanosilver obtained by the method according to the present invention can be stabilized in the biomatrix and can be used directly or after further processing as described above to treat, clean or disinfect the medium. For example, nanosilver particles can be dispersed at or where bacteria should be removed, by any suitable means or application methods. The nanosilver component of the composition is able to interact with the components of the bacterial cells, thereby effectively destroying them and reducing the total number of bacterial cells to an acceptable level.

Описанная выше содержащая наносеребро жидкая композиция может быть использована для очистки, обеззараживания, дезинфекции или стерилизации твердой поверхности либо какого-либо объема газа или жидкости. В том случае, если указанную жидкую композицию согласно настоящему изобретению используют в качестве дезинфицирующей или стерилизующей композиции (например, диспергируя ее в жидкость или газ), ее обычно применяют в соответствующих условиях, включая ее концентрацию и продолжительность использования, которые могут быть легко определены специалистом на основании стандартных знаний в области дезинфекции и стерилизации.The nanosilver-containing liquid composition described above can be used to clean, disinfect, disinfect, or sterilize a solid surface or any volume of gas or liquid. In the event that the specified liquid composition according to the present invention is used as a disinfecting or sterilizing composition (for example, dispersing it into a liquid or gas), it is usually used under appropriate conditions, including its concentration and duration of use, which can be easily determined by a specialist on based on standard knowledge in the field of disinfection and sterilization.

При нанесении дезинфицирующей жидкой, содержащей наносеребро композиции согласно изобретению, на твердую поверхность предпочтительным является нанесение, в целях безопасности, готового к использованию разбавленного состава, полученного в результате смешивания подходящего количества концентрированной композиции с водой, а затем увлажнение указанной твердой поверхности разбавленным составом, полученным за время, в течение которого происходит полное увлажнение твердой поверхности (что, как известно специалисту, может зависеть от пористости поверхности).When applying a disinfectant liquid containing a nanosilver composition according to the invention to a solid surface, it is preferable to apply, for safety, a diluted composition prepared by mixing a suitable amount of the concentrated composition with water, and then wetting said solid surface with a diluted composition obtained for the time during which complete wetting of the solid surface occurs (which, as is known to a specialist, may depend on pores surface truths).

Как известно специалистам в данной области техники, предпочтительное количество используемой дезинфицирующей, жидкой, содержащей наносеребро композиции широко варьирует в зависимости от вида и количества микроогранизмов, присутствующих на твердой поверхности или присутствующих в обрабатываемой жидкости или газе.As is known to those skilled in the art, the preferred amount of a disinfectant, liquid, nanosilver-containing composition to be used varies widely depending on the type and number of microorganisms present on a solid surface or present in the liquid or gas being treated.

Что касается вышеуказанного использования жидких, содержащих наносеребро композиций согласно изобретению в качестве дезинфицирующего средства, более конкретно могут быть рекомендованы следующие способы нанесения:With regard to the above use of liquid containing nanosilver compositions according to the invention as a disinfectant, more specifically, the following application methods may be recommended:

- погружение обрабатываемого продукта в указанную содержащую наносеребро композицию;- immersion of the processed product in the specified containing nanosilver composition;

- разбрызгивание дезинфицирующей композиции на обрабатываемую твердую поверхность; и- spraying the disinfectant composition onto a hard surface to be treated; and

- введение дезинфицирующей (разбавленной или концентрированной) композиции в обрабатываемую воду (в частности, в воду плавательного бассейна, воду от промышленных процессов, сточную воду и т.п.).- the introduction of a disinfectant (diluted or concentrated) composition in the treated water (in particular, in the water of a swimming pool, water from industrial processes, waste water, etc.).

Поэтому дезинфицирующие жидкие, содержащие наносеребро композиции согласно настоящему изобретению, особенно применимы для:Therefore, liquid disinfectant containing nanosilver compositions according to the present invention are particularly applicable to:

(а) дезинфекции и санитарной обработки больничных и лабораторных помещений, промышленных помещений (таких как молочные фермы, сыроварни, солодовни, пивные заводы, установки для получения минеральной воды, вина, спиртных напитков, фруктовых и овощных соков; теплицы; коровники, птичники и конюшни; линии для упаковки пищевых продуктов, напитков или фармацевтических препаратов; внутренние помещения летательных аппаратов и судов) и содержимого таких помещений, особенно оборудования или инструментов в таких помещениях;(a) the disinfection and sanitization of hospital and laboratory facilities, industrial premises (such as dairy farms, cheese factories, malt houses, breweries, plants for the production of mineral water, wine, spirits, fruit and vegetable juices; greenhouses; cowsheds, poultry houses and stables ; lines for packaging food products, beverages or pharmaceuticals; interior spaces of aircraft and ships) and the contents of such spaces, especially equipment or tools in such spaces;

(b) стерилизации асептических загороженных помещений, таких как инкубаторы для выхаживания преждевременно родившихся животных или выращивания аксенических животных;(b) sterilizing aseptic enclosed spaces, such as incubators for nursing prematurely born animals or growing axenic animals;

(с) борьбы с Legionella в системах для кондиционирования воздуха;(c) combating Legionella in air conditioning systems;

(d) дезинфекции и санитарной обработки контейнеров для хранения (особенно силосов) и линий для подачи жидких или твердых продуктов, таких как пищевые продукты (сахар, чай, кофе, зерна, напитков) и корма для животных;(d) the disinfection and sanitization of storage containers (especially silos) and lines for supplying liquid or solid products, such as food products (sugar, tea, coffee, grains, drinks) and animal feed;

(е) дезинфекции и санитарной обработки плавательных бассейнов и другого бальнеологического оборудования (в таком случае композиция предпочтительно не содержит поверхностно-активных веществ);(e) disinfection and sanitization of swimming pools and other balneological equipment (in which case, the composition preferably does not contain surfactants);

(f) дезинфекции систем для получения, транспортировки и хранения питьевой воды (например, в колодцах или контейнерах для хранения), при этом композиция предпочтительно не содержит поверхностно-активных веществ; и(f) disinfecting systems for receiving, transporting and storing drinking water (for example, in wells or storage containers), wherein the composition preferably does not contain surfactants; and

(g) защиты выращиваемых на открытом воздухе культур (таких как зерновые культуры, томаты, плантации бананов, гидропонные культуры, включая witloof, семена, мелкие клубни и т.п.), благодаря их бактерицидным, фунгицидным, противовирусным и противопаразитарным свойствам.(g) the protection of outdoor crops (such as crops, tomatoes, banana plantations, hydroponic crops, including witloof, seeds, small tubers, etc.) due to their bactericidal, fungicidal, antiviral and antiparasitic properties.

Высокая и селективная противомикробная активность композиции из наносеребра, получаемой способом согласно настоящему изобретению, находит широкое применение как в быту, так и в промышленности, включая, но не ограничиваясь ими, дезинфекция воды, предотвращение роста водорослей в воде, использование в качестве очищающего средства и формирование противомикробных покрытий, например, для медицинских целей или обработки питательных или других продуктов для людей или животных (особенно при отсутствии минимального действия эукариотических клеток или организмов), для противомикробной защиты текстильных продуктов, в качестве ингредиента медицинских препаратов, предназначенных для предотвращения инфекционного или микробного загрязнения обнаженных тканей, таких как, но не ограничиваясь ими, кремы, мази или лосьоны, либо в качестве катализаторов в химических или иных процессах превращения. Каждый из вышеуказанных видов применения может быть осуществлен с использованием наносеребра в суспензии, а также после введения наносеребра в полимеры и/или иные виды покрытий.The high and selective antimicrobial activity of the nanosilver composition obtained by the method according to the present invention is widely used both in the home and in industry, including, but not limited to, disinfecting water, preventing the growth of algae in water, using as a cleaning agent and forming antimicrobial coatings, for example, for medical purposes or processing nutritious or other products for humans or animals (especially in the absence of minimal eukaryotic effects lettuce or organisms), for the antimicrobial protection of textile products, as an ingredient in medicines intended to prevent infectious or microbial contamination of exposed tissues, such as, but not limited to creams, ointments or lotions, or as catalysts in chemical or other processes transformations. Each of the above applications can be carried out using nanosilver in suspension, as well as after introducing nanosilver into polymers and / or other types of coatings.

Третий аспект настоящего изобретения относится к получению металлических наноосадков пробиотическими и другими бактериями, которые, как неожиданно выяснилось, могут быть использованы в качестве альгицидного агента (например, против Chlorella vulgaris, но не ограничиваясь ею) в питьевой воде, воде для аквариумов, прудов или плавательных бассейнов либо в других резервуарах со свежей или соленой водой, в полимерах и красках, в поверхностных покрытиях и других материалах для защиты от слабого загрязнения (эстетический аспект) или сильного загрязнения (загрязнение материалов). Четвертый аспект настоящего изобретения относится к получению металлических наноосадков пробиотическими и другими бактериями, которые, как неожиданно выяснилось, могут оказывать гербицидное действие против некоторых двудольных или однодольных растений либо действие против низших растений, таких как мох, как в разбавленном виде в воде, так и при дальнейшей механической, ферментной и/или физико-химической обработке. Выбор соответствующих растений для этой цели не является критическим параметром настоящего изобретения. Подходящие растения для этой цели включают, среди прочих, двудольные растения, такие как табак (Nicotiana tabacum), ряска (Lamna sp.), соя (Glycine max), яблоня, сахарная свекла, Arabidopsis thaliana, люцерна, петуния, хлопчатник, морковь, сельдерей, капуста, огурец, перец, канола, томат, картофель, чечевица, лен, брокколи, боб, салат, сурепка, цветная капуста, шпинат, брюссельская капуста, артишок, горошек, окра, тыква, капуста кормовая, капуста листовая, чай, кофе и Selaginella lepidophylla. Они также включают однодольные растения, такие как рис Oryza sativa, кукуруза, ячмень, маис, подсолнечник (Helianthus annuus), пшеница, овес, просо, сорго, амарант, лук, аспарагус и сахарный тростник.A third aspect of the present invention relates to the production of metal nanoprecipitation by probiotic and other bacteria, which, as it turned out unexpectedly, can be used as an algicidal agent (for example, but not limited to Chlorella vulgaris) in drinking water, water for aquariums, ponds or swimming pools or in other tanks with fresh or salt water, in polymers and paints, in surface coatings and other materials to protect against light pollution (aesthetic aspect) or heavy pollution ia (pollution of materials). A fourth aspect of the present invention relates to the production of metal nanoprecipitation by probiotic and other bacteria, which, as it turned out unexpectedly, can have a herbicidal effect against some dicotyledonous or monocotyledonous plants or an action against lower plants, such as moss, both in dilute form in water and when further mechanical, enzymatic and / or physico-chemical treatment. The selection of appropriate plants for this purpose is not a critical parameter of the present invention. Suitable plants for this purpose include, among others, dicotyledonous plants such as tobacco (Nicotiana tabacum), duckweed (Lamna sp.), Soybean (Glycine max), apple tree, sugar beets, Arabidopsis thaliana, alfalfa, petunia, cotton, carrots, celery, cabbage, cucumber, pepper, canola, tomato, potato, lentil, flax, broccoli, bean, lettuce, colza, cauliflower, spinach, Brussels sprouts, artichoke, peas, okra, pumpkin, forage cabbage, leaf cabbage, tea, coffee and Selaginella lepidophylla. They also include monocotyledonous plants such as Oryza sativa rice, corn, barley, maize, sunflowers (Helianthus annuus), wheat, oats, millet, sorghum, amaranth, onions, asparagus and sugarcane.

Вышеперечисленные аспекты настоящего изобретения особенно применимы в следующих областях:The above aspects of the present invention are particularly applicable in the following areas:

- ингибирование роста водорослей в аквариумной воде, в системах распределения питьевой воды для животных и людей, в системах распределения воды для садоводства, в прудах, в плавательных бассейнах, в фильтрационных системах для обработки воды из прудов или плавательных бассейнов, а также в оросительных системах различных видов;- inhibition of algae growth in aquarium water, in drinking water distribution systems for animals and people, in water distribution systems for gardening, in ponds, in swimming pools, in filtration systems for treating water from ponds or swimming pools, as well as in irrigation systems of various species;

- ингибирование роста водорослей на поверхностях, включая поверхности, находящиеся в контакте с водой, такие как корпусы судов;- inhibition of algae growth on surfaces, including surfaces in contact with water, such as ship hulls;

- использование в красках, полимерах или покрытиях для предотвращения роста водорослей на поверхностях, включая рост водорослей на поверхностях более высокоорганизованных организмов, таких как растения;- use in paints, polymers or coatings to prevent the growth of algae on surfaces, including the growth of algae on the surfaces of more highly organized organisms, such as plants;

- ингибирование роста мха или других нежелательных растений как однодольных, так и двудольных путем нанесения на листья, стволы, цветы или корневые системы коллоидного серебра, например коллоидного серебра, полученного при помощи пробиотических бактерий и осажденного на них согласно вышеописанному способу получения; и- inhibiting the growth of moss or other undesirable plants, both monocotyledonous and dicotyledonous, by applying to the leaves, trunks, flowers or root systems of colloidal silver, for example colloidal silver, obtained using probiotic bacteria and deposited on them according to the above production method; and

- ингибирование роста определенных растений или сорняков на поверхностях, включающее нанесение покрытий или какое-либо иное воздействие на такие поверхности коллоидного серебра, например коллоидного серебра, полученного при помощи пробиотических бактерий и осажденного на них согласно вышеописанному способу получения.- inhibiting the growth of certain plants or weeds on surfaces, including coating or any other effect on such surfaces of colloidal silver, for example colloidal silver, obtained using probiotic bacteria and deposited on them according to the above production method.

Следующие примеры приведены в качестве иллюстрации некоторых вариантов способа и дезинфицирующих композиций согласно настоящему изобретению, никоим образом не ограничивая их.The following examples are provided to illustrate certain process variations and the disinfectant compositions of the present invention, without limiting them in any way.

Пример 1 - получение наносеребраExample 1 - obtaining nanosilver

Культуру Lactobacillus fermentum Beijerinck 1901 AL (ATCC 11976, LMG 8900, из кишечника 8-дневного кормящегося грудью ребенка) размножают в бульоне MRS (изготавливается для коммерческих целей Oxoid, Basingstoke, United Kingdom) в микроаэробных условиях при 37°С в течение 15 часов. Клетки собирают из MRS центрифугированием при 3000 g в течение 10 минут при 15°С и промывают 2 раза миллиQ водой, затем вновь суспендируют в миллиQ воде до конечной оптической плотности, составляющей 1,5, при 600 нм (OD600). К клеточной суспензии добавляют гидроксид натрия из 1 N маточного раствора NaOH таким образом, чтобы конечная концентрация составляла 0,05 N NaOH и 0,10 N NaOH соответственно.A culture of Lactobacillus fermentum Beijerinck 1901 AL (ATCC 11976, LMG 8900, from the intestines of an 8-day-old breast-feeding baby) is propagated in MRS broth (manufactured for commercial purposes by Oxoid, Basingstoke, United Kingdom) under microaerobic conditions at 37 ° C for 15 hours. Cells were harvested from MRS by centrifugation at 3000 g for 10 minutes at 15 ° C and washed 2 times with milliQ water, then resuspended in milliQ water to a final optical density of 1.5 at 600 nm (OD 600 ). Sodium hydroxide from 1 N NaOH stock solution was added to the cell suspension so that the final concentration was 0.05 N NaOH and 0.10 N NaOH, respectively.

Готовят маточный раствор Ag(I) из 425 мг AgNO3 и 225 мг NH4Cl в 50 мл миллиQ воды. Один объем приготовленного маточного раствора Ag(I) добавляют к десяти объемам клеточных суспензий с 0,05 и 0,10 N NaOH соответственно. Полученным смесям позволяют инкубироваться при видимом свете и температуре 25°С в условиях несильного перемешивания (100 оборотов вибратора в минуту) в течение 30 минут. Получают 5,0 мМ конечного раствора Ag(0) (535 мг Ag(0)/л), осажденного на биомассе Lactobacillus fermentum, называемого в данном описании “наносеребром” или “нано-Ag”. Клетки Lactobacillus fermentum с покрытием подвергают центрифугированию и трижды промывают миллиQ водой с целью удаления остатков среды роста и других добавок путем повторного центрифугирования, декантирования и повторного суспендирования композиции в свежей миллиQ воде. После этого концентрацию нано-Ag доводят до конечной величины. Затем композицию либо разбавляют миллиQ водой, либо концентрируют центрифугированием при 3000 g и повторно суспендируют в миллиQ воде согласно потребностям конечного пользователя.A mother liquor of Ag (I) is prepared from 425 mg of AgNO 3 and 225 mg of NH 4 Cl in 50 ml milliQ of water. One volume of the prepared stock solution of Ag (I) is added to ten volumes of cell suspensions with 0.05 and 0.10 N NaOH, respectively. The resulting mixtures are allowed to incubate under visible light and a temperature of 25 ° C under gentle mixing (100 revolutions of the vibrator per minute) for 30 minutes. Obtain 5.0 mm final solution of Ag (0) (535 mg Ag (0) / l), precipitated on the biomass of Lactobacillus fermentum, referred to in this description, “nanosilver” or “nano-Ag”. Coated Lactobacillus fermentum cells are centrifuged and washed three times with milliQ water to remove residual growth medium and other additives by centrifuging, decanting and resuspending the composition in fresh milliq water. After that, the concentration of nano-Ag is brought to a final value. The composition is then either diluted with milliQ water or concentrated by centrifugation at 3000 g and resuspended in milliQ water according to the needs of the end user.

Пример 2 - XRD анализ наносеребраExample 2 - XRD analysis of nanosilver

Рентгеноструктурный (XRD) анализ биомассы с частицами серебра, полученной в примере 1, а затем высушенной при 30°С, осуществляют на дифрактометре Siemens D5000 при помощи оптических приборов Брэгга-Брентано (выпускаются для коммерческих целей Siemens, Munich, Germany). Рентгеновские лучи исходят из медной рентгеновской трубки мощностью 1,6 kW (40 kV, 40 mA). Измерения осуществляют между 25 и 90 градусами 2-тета с продолжительность шага 1,6 сек и величиной шага 0,05 градуса. Полученный спектр (не представлен) показывает наличие рентгенограммы металлического серебра и оксида натрия. Последний представляет собой остаток гидроксида натрия, используемого при получении наносеребра.X-ray diffraction (XRD) analysis of biomass with silver particles obtained in Example 1 and then dried at 30 ° C is carried out on a Siemens D5000 diffractometer using Bragg-Brentano optical instruments (commercially available from Siemens, Munich, Germany). X-rays emanate from a 1.6 kW copper x-ray tube (40 kV, 40 mA). Measurements are carried out between 25 and 90 degrees 2-theta with a step duration of 1.6 seconds and a step size of 0.05 degrees. The resulting spectrum (not shown) shows the presence of x-rays of metallic silver and sodium oxide. The latter is the residue of sodium hydroxide used in the preparation of nanosilver.

Пример 3 - EDX анализ наносеребраExample 3 - EDX analysis of nanosilver

Рентгеноспектральный анализ на основе метода энергетической дисперсии (EDX) сухой биомассы с наносеребром, полученной в примере 1 и дополнительно высушенной при 30°С, осуществляют при помощи сканирующего электронного микроскопа JSM6100 с детектором EDX (выпускается JEOL USA, Inc.) с разрешением, соответствующим падающей энергии, составляющей 20,0 keV. Результаты анализа представлены в таблице 1 (как весовые %, так и атомные %) и отчетливо показывают присутствие в основном органического вещества (из-за высокого содержания углерода и кислорода) и серебра, общее содержание которых составляет около 91 мас.% от сухого вещества. Остальной высушенный продукт состоит из следовых элементов Ca, Mg, Si, P, S и Cl, в основном из-за минеральных остатков высушенной биологической матрицы.X-ray spectral analysis based on the energy dispersion (EDX) method of dry biomass with nanosilver obtained in Example 1 and additionally dried at 30 ° C is carried out using a JSM6100 scanning electron microscope with an EDX detector (manufactured by JEOL USA, Inc.) with a resolution corresponding to incident an energy component of 20.0 keV. The results of the analysis are presented in table 1 (both weight% and atomic%) and clearly show the presence of mainly organic matter (due to the high content of carbon and oxygen) and silver, the total content of which is about 91 wt.% Of dry matter. The rest of the dried product consists of trace elements of Ca, Mg, Si, P, S and Cl, mainly due to the mineral residues of the dried biological matrix.

Таблица 1Table 1 ЭлементElement Весовой %Weight% Атомный %Atomic% CC 55,90±0,2855.90 ± 0.28 69,18±0,1669.18 ± 0.16 OO 26,21±0,0826.21 ± 0.08 24,35±0,1524.35 ± 0.15 NaNa 4,97±0,024.97 ± 0.02 3,21±0,003.21 ± 0.00 MgMg 0,85±0,060.85 ± 0.06 0,52±0,040.52 ± 0.04 SiSi 0,19±0,060.19 ± 0.06 0,10±0,030.10 ± 0.03 PP 1,64±0,041.64 ± 0.04 0,79±0,020.79 ± 0.02 SS 0,22±0,010.22 ± 0.01 0,11±0,010.11 ± 0.01 ClCl 0,31±0,030.31 ± 0.03 0,13±0,0140.13 ± 0.014 AgAg 8,51±0,208.51 ± 0.20 1,17±0,031.17 ± 0.03 CaCa 1,22±0,181.22 ± 0.18 0,45±0,070.45 ± 0.07

Пример 4 - противомикробная активность наносеребра на твердой среде для выращивания Escherichia coliExample 4 - antimicrobial activity of nanosilver on solid medium for growing Escherichia coli

100 Мл суспензии серебра с концентрацией Ag, составляющей 5 мМ, осажденного на биомассу Lactobacillus fermentum, полученную в примере 1, высевают на отвержденную среду для выращивания для того, чтобы культивировать Escherichia coli (агар Luria Bertani). В качестве контроля 100 мл раствора 5 мМ AgNO3 в стерильной миллиQ воде с 0,1 N NaOH высевают на такую же среду для выращивания. Такая методика согласуется с общим количеством, составляющим 0,05 мг Ag на чашку агара или 11 мг Ag на м2 общей площади поверхности. Данный эксперимент повторяют с удвоенными последними концентрациями, т.е. с 0,11 мг Ag на чашку агара или 22 мг Ag на м2 общей площади поверхности.100 ml of a suspension of silver with an Ag concentration of 5 mM precipitated on the Lactobacillus fermentum biomass obtained in Example 1 is plated on a cured growth medium in order to cultivate Escherichia coli (Luria Bertani agar). As a control, 100 ml of a solution of 5 mM AgNO 3 in sterile milliQ water with 0.1 N NaOH was plated on the same growth medium. This technique is consistent with a total amount of 0.05 mg Ag per cup of agar or 11 mg Ag per m 2 of total surface area. This experiment is repeated with the last concentration doubled, i.e. with 0.11 mg Ag per cup of agar or 22 mg Ag per m 2 of total surface area.

Высевая такие суспензии серебра, на отвержденную среду для выращивания наносят гомогенный слой Ag(I)NO3 или нано-Ag соответственно.By plating such silver suspensions, a homogeneous layer of Ag (I) NO 3 or nano-Ag, respectively, is applied to the cured growth medium.

После такой предварительной обработки отвержденной среды для выращивания в предварительно обработанные чашки для агара высевают 100 мкл 2х106 КОЕ/мл суспензии Escherichia coli в физиологическом растворе (8,5 г NaCl/л в стерильной воде). Затем чашки инкубируют в течение 24 часов при 30°С и подсчитывают количество колоний. Полученные результаты проиллюстрированы на фиг.1. При концентрациях нано-Ag, составляющих 11 мг Ag/м2 и 22 мг Ag/м2, на обработанной твердой среде для выращивания жизнеспособные клетки Е. coli не обнаружены (<предел обнаружения (D.L.)=1x101 КОЕ/мл). Таким образом, обработка нано-Ag при указанных концентрациях приводит к снижению количестве клеток Е. coli с 2х106 КОЕ/мл до менее чем 1х101 КОЕ/мл (D.L.). При концентрациях Ag(I)NO3, составляющих 11 мг Ag/м2 и 22 мг Ag/м2, происходит существенное снижение количестве клеток Е. coli с 2х106 КОЕ/мл до 4х102 КОЕ/мл и 1х102 КОЕ/мл соответственно.After such pretreatment of the cured growth medium, 100 μl of 2x10 6 CFU / ml of a suspension of Escherichia coli in physiological saline solution (8.5 g of NaCl / L in sterile water) are seeded in pre-treated agar plates. Then the plates are incubated for 24 hours at 30 ° C and the number of colonies is counted. The results obtained are illustrated in figure 1. At nano-Ag concentrations of 11 mg Ag / m 2 and 22 mg Ag / m 2 , no viable E. coli cells were detected on the treated solid growth medium (<detection limit (DL) = 1x10 1 CFU / ml). Thus, treatment with nano-Ag at the indicated concentrations leads to a decrease in the number of E. coli cells from 2x10 6 CFU / ml to less than 1x10 1 CFU / ml (DL). At concentrations of Ag (I) NO 3 of 11 mg Ag / m 2 and 22 mg Ag / m 2 , the number of E. coli cells decreases significantly from 2x10 6 CFU / ml to 4x10 2 CFU / ml and 1x10 2 CFU / ml respectively.

В качестве контроля суспензии Е. coli с концентрацией, составляющей с 2х106 КОЕ/мл, высевают на необработанную среду для выращивания, т.е. без Ag, и на такую же среду для выращивания, обработанную 100 μл стерильной мQ воды только с Lactobacillus fermentum ATCC 11976, при такой же концентрации, как и при обработке Ag, но без нано-Ag. При общем подсчете количества клеток ингибирующего действия не наблюдается. Следовательно, ингибирующее действие по отношению к нано-Ag и Ag(I) объясняется обработкой Ag, а не методикой обработки или штаммами Lactobacillus, используемыми в данном эксперименте.As a control, E. coli suspensions with a concentration of 2x10 6 CFU / ml are seeded onto untreated growth medium, i.e. without Ag, and to the same growth medium treated with 100 μl of sterile mQ water only with Lactobacillus fermentum ATCC 11976, at the same concentration as when processing Ag, but without nano-Ag. With a total count of the number of cells, an inhibitory effect is not observed. Therefore, the inhibitory effect on nano-Ag and Ag (I) is explained by the treatment of Ag, and not by the treatment procedure or the Lactobacillus strains used in this experiment.

Пример 5 - противомикробная активность в суспензии относительно различных патогенных бактерийExample 5 - antimicrobial activity in suspension relative to various pathogenic bacteria

Исследуют выживание патогенных культур Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus и Listeria monocytogenes, разбавленных в физиологических растворах, имеющих различные концентрации (0 мг/л, 0,10 мг/л, 1,0 мг/л, 10 мг/л и 50 мг/л) композиции нано-Ag, полученной в примере 1. Нано-Ag наносят в физиологическом растворе, содержащем живую культуру одной из вышеуказанных патогенных бактерий. Физиологический раствор, содержащий 8,5 г NaCl на 1 л воды, получают таким образом, чтобы его осмотический потенциал был нейтральным по отношению к бактериальным клеткам, таким образом не убивая их благодаря осмотическому воздействию. Контрольные обработки включают использование бактериальной культуры в физиологическом растворе при отсутствии нано-Ag.The survival of pathogenic cultures of Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes diluted in physiological solutions having different concentrations (0 mg / L, 0.10 mg / L, 1.0 mg / L, 10 mg / L and 50 mg / l) of the composition of nano-Ag obtained in example 1. Nano-Ag is applied in saline containing a live culture of one of the above pathogenic bacteria. A physiological solution containing 8.5 g of NaCl per 1 liter of water is obtained in such a way that its osmotic potential is neutral with respect to bacterial cells, thus not killing them due to the osmotic effect. Control treatments include the use of a bacterial culture in saline in the absence of nano-Ag.

Готовят маточный раствор 100 мг нано-Ag/л в мQ воде и добавляют его к бактериальным культурам, разбавленным в физиологическом растворе в количествах, подходящих для получения конечных концентраций нано-Ag, указанных в таблице 2.A mother solution of 100 mg of nano-Ag / L in mQ water is prepared and added to bacterial cultures diluted in physiological saline in amounts suitable to obtain the final concentrations of nano-Ag shown in Table 2.

Обработку повторяют по отдельности для каждого вида вышеуказанных патогенных бактерий, при этом “бактериальная культура” представляет собой разбавленный жидкий бульон с видами бактерий в экспоненциальной фазе роста, разбавленный в физиологическом растворе до конечной концентрации клеток, составляющей 104-105 КОЕ/мл. Каждую обработку проводят дважды. Инкубирование осуществляют в стерильных, закрытых пробками пробирках, которые инкубируют при встряхивании при 37°С в течение 72 часов. После инкубирования по 100 мкл из каждой пробирки высевают на твердую среду для роста из триптаза-соевого агара (TSA) и подсчитывают количество колоний. Полученные результаты представлены в таблице 2 для различных исследуемых патогенных микроорганизмов.The treatment is repeated separately for each type of the above pathogenic bacteria, while the “bacterial culture” is a diluted liquid broth with bacterial species in the exponential growth phase, diluted in saline to a final cell concentration of 10 4 -10 5 CFU / ml. Each treatment is carried out twice. Incubation is carried out in sterile, cork-closed tubes, which are incubated with shaking at 37 ° C for 72 hours. After incubation, 100 μl from each tube was plated on solid growth medium from tryptase-soy agar (TSA) and the number of colonies was counted. The results are presented in table 2 for various investigated pathogenic microorganisms.

Таблица 2table 2 Концентрация нано-Ag
(мг Ag/л)
Nano Ag concentration
(mg Ag / L)
Патогенный микроорганизм (КОЕ/мл)Pathogen (CFU / ml)
E.coli E.coli S.aureusS.aureus SalmonellaSalmonella ListeriaListeria 00 1,1х102 1,1x10 2 1,3х102 1.3x10 2 1,0х103 1,0x10 3 1,5х101 1,5x10 1 0,100.10 4,6х101 4.6x10 1 1one 55 1,0х101 1,0x10 1 1,01,0 00 00 00 22 1010 22 00 00 00 50fifty 00 00 00 00

Из таблицы 2 очевидно, что концентрация, равная 1 мг/л нано-Ag, полученного в примере 1, является достаточной для снижения количества жизнеспособных клеток E.coli, S.aureus и S. typhimurium в течение 72 часов до концентрации клеток <10 КОЕ/мл (т.е. ниже предела обнаружения). Существенная гибель клеток уже наблюдается при концентрации, равной 0,10 мг/л. Что касается Listeria, снижение концентрации жизнеспособных клеток ниже предела обнаружения происходит при 10 мг/л нано-Ag. Таким образом, может быть сделан вывод о том, что нано-Ag, полученное в примере 1, при концентрациях, равных 1,0 мг/л или менее в жидких клеточных суспензиях, действует как сильный противомикробный агент, существенно и эффективно убивающий жизнеспособные патогенные бактерии в жидкости.From table 2 it is obvious that a concentration of 1 mg / l of nano-Ag obtained in example 1 is sufficient to reduce the number of viable cells of E. coli, S.aureus and S. typhimurium within 72 hours to a cell concentration of <10 CFU / ml (i.e. below the detection limit). Significant cell death is already observed at a concentration of 0.10 mg / L. For Listeria, a decrease in the concentration of viable cells below the detection limit occurs at 10 mg / L nano-Ag. Thus, it can be concluded that the nano-Ag obtained in example 1, at concentrations equal to 1.0 mg / l or less in liquid cell suspensions, acts as a strong antimicrobial agent, significantly and effectively killing viable pathogenic bacteria in the liquid.

Пример 6 - противомикробная активность нано-Ag в суспензии в сочетании с Artemia franciscanaExample 6 - antimicrobial activity of nano-Ag in suspension in combination with Artemia franciscana

Стерильную искусственную морскую воду (Instant OceanR, выпускаемую Aquarium Systems USA) получают в миллиQ воде путем автоклавирования. Обработке подвергают по 20 мл аликвотных долей стерильной искусственной морской воды в 50-мл пробирках Falcon. Каждая обработка (в тройном экземпляре) включает использование 20 аксенических Artemia nauplii в 20 мл искусственной морской воды в сочетании с 105 КОЕ/мл (колониеобразующие единицы) Vibrio campbellii LMG21363 и/или нано-Ag, полученного в примере 1, с конечной концентрацией, представленной в таблице 3. Таким образом инкубируют патогенную бактерию V. campbellii вместе с ее огранизмом-хозяином Artemia franciscana.Sterile artificial seawater (Instant Ocean R manufactured by Aquarium Systems USA) is obtained in milliQ water by autoclaving. 20 ml aliquots of sterile artificial seawater in 50 ml Falcon tubes are treated. Each treatment (in triplicate) involves the use of 20 axenic Artemia nauplii in 20 ml of artificial sea water in combination with 10 5 CFU / ml (colony forming units) of Vibrio campbellii LMG21363 and / or nano-Ag obtained in example 1, with a final concentration, presented in table 3. Thus, the pathogenic bacterium V. campbellii is incubated together with its host organism Artemia franciscana.

Проводят следующие испытания:The following tests are carried out:

- Artemia franciscana + 105 КОЕ/мл Vibrio campbellii- Artemia franciscana + 10 5 CFU / ml Vibrio campbellii

- Artemia franciscana + 105 КОЕ/мл Vibrio campbellii + 100 мг нано-Ag/л- Artemia franciscana + 10 5 CFU / ml Vibrio campbellii + 100 mg nano-Ag / L

- Artemia franciscana + 105 КОЕ/мл Vibrio campbellii + 10 мг нано-Ag/л- Artemia franciscana + 10 5 CFU / ml Vibrio campbellii + 10 mg nano-Ag / L

- Artemia franciscana + 105 КОЕ/мл Vibrio campbellii + 1,0 мг нано-Ag/л- Artemia franciscana + 10 5 CFU / ml Vibrio campbellii + 1.0 mg nano-Ag / L

- Artemia franciscana + 105 КОЕ/мл Vibrio campbellii + 0,1 мг нано-Ag/л- Artemia franciscana + 10 5 CFU / ml Vibrio campbellii + 0.1 mg nano-Ag / L

- Artemia franciscana + 0,10 мг нано-Ag/л- Artemia franciscana + 0.10 mg nano-Ag / L

- Artemia franciscana + 100 мг нано-Ag/л- Artemia franciscana + 100 mg nano-Ag / L

- Artemia franciscana + 10 мг нано-Ag/л- Artemia franciscana + 10 mg nano-Ag / L

- Artemia franciscana + 1,0 мг нано-Ag/л и- Artemia franciscana + 1.0 mg nano-Ag / L and

- Artemia franciscana + 0,10 мг нано-Ag/л.- Artemia franciscana + 0.10 mg nano-Ag / L.

Через 48 часов инкубирования концентрацию V. campbellii в стерильной искусственной морской воде с Artemia franciscana определяют чашечным методом на специфической среде для роста Vibrio. Средние результаты обработки представлены ниже в таблице 3 (где D.L. означает предел обнаружения).After 48 hours of incubation, the concentration of V. campbellii in sterile artificial seawater with Artemia franciscana was determined by cup method on a specific Vibrio growth medium. The average processing results are presented below in table 3 (where D.L. means detection limit).

Таблица 3Table 3 Концентрация
нано-Ag (мг Ag/л)
Concentration
nano-Ag (mg Ag / L)
Выживание патогенных бактерий Vibrio campbelliiSurvival of pathogenic bacteria Vibrio campbellii
00 1,0х105 КОЕ/мл1,0x10 5 CFU / ml 0,100.10 3,0х102 КОЕ/мл3.0x10 2 CFU / ml 1,01,0 <101 КОЕ/мл (D.L.)<10 1 CFU / ml (DL) 1010 <101 КОЕ/мл (D.L.)<10 1 CFU / ml (DL) 100one hundred <101 КОЕ/мл (D.L.)<10 1 CFU / ml (DL)

Кроме того, следует отметить, что при концентрациях, составляющих 0,10 и 1,0 мг/л нано-Ag, не происходит существенного влияния на уровень выживания (80%) Artemia franciscana по сравнению с необработанными контрольными образцами. Это означает, что при данных концентрациях нано-Ag, полученный согласно примеру 1, не оказывает токсического или ингибирующего действия на более высокоорганизованные организмы.In addition, it should be noted that at concentrations of 0.10 and 1.0 mg / L nano-Ag, there is no significant effect on the survival rate (80%) of Artemia franciscana compared to untreated control samples. This means that at these concentrations nano-Ag obtained according to example 1 does not have a toxic or inhibitory effect on more highly organized organisms.

Пример 7 - определение эффективной продолжительности контакта для проявления противомикробной активностиExample 7 - determination of the effective duration of contact for the manifestation of antimicrobial activity

Целью данного испытания является определение подходящей продолжительности контакта композиции из нано-Ag согласно примеру 1 с патогенными культурами бактерий Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus и Listeria monocytogenes, разбавленных в физиологических растворах, для получения эффективной противомикробной активности при концентрациях, составляющих 0,1 и 1,0 мг/л Ag соответственно.The purpose of this test is to determine the appropriate duration of contact of the composition of nano-Ag according to example 1 with pathogenic cultures of bacteria Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes, diluted in physiological solutions, to obtain effective antimicrobial activity at concentrations of 0.1 and 1.0 mg / L Ag, respectively.

Данными концентрациями нано-Ag воздействуют на бактериальные культуры в физиологическом растворе (8,5 г NaCl в 1 л воды), полученном таким образом, чтобы его осмотический потенциал был нейтральным по отношению к бактериальным клеткам, таким образом не убивая их благодаря осмотическому воздействию. Контрольная обработка включает использование бактериальной культуры в физиологическом растворе без композиции из нано-Ag.These concentrations of nano-Ag act on bacterial cultures in physiological saline (8.5 g of NaCl in 1 liter of water), obtained in such a way that its osmotic potential is neutral with respect to bacterial cells, thus not killing them due to the osmotic effect. Control treatment involves the use of a bacterial culture in physiological saline without a composition of nano-Ag.

Готовят маточный раствор 100 мг нано-Ag/л в мQ воде и добавляют его к бактериальным культурам (таким же образом, как и в примере 5) в физиологическом растворе в количествах, подходящих для получения нужных конечных концентраций нано-Ag.A mother solution of 100 mg of nano-Ag / L in mQ water is prepared and added to bacterial cultures (in the same manner as in Example 5) in physiological saline in amounts suitable to obtain the desired final concentrations of nano-Ag.

Инкубирование (в двойном экземпляре) осуществляют в стерильных, закрытых пробками пробирках путем встряхивания при 37°С, после чего подсчитывают количество клеток при различной продолжительности контакта (взятие замеров). При каждом взятии замеров по 100 мкл из каждой пробирки высевают на твердую среду для роста из триптаза-соевого агара (TSA) и подсчитывают количество колоний. Результаты, полученные через 15 часов, 16 часов, 17 часов, 18 часов и 40 часов соответственно, представлены ниже в таблице 4 (где ND означает “необнаруживаемый”, т.е. ниже предела обнаружения).Incubation (in duplicate) is carried out in sterile, corked tubes by shaking at 37 ° C, after which the number of cells at different contact times is counted (taking measurements). For each measurement, 100 μl from each tube is plated on solid growth medium from tryptase-soy agar (TSA) and the number of colonies is counted. The results obtained after 15 hours, 16 hours, 17 hours, 18 hours and 40 hours, respectively, are presented below in table 4 (where ND means “undetectable”, i.e. below the detection limit).

Пример 8 - получение композиций из наносеребра при различных весовых отношениях серебра к биомассе клеток в сухом состоянииExample 8 - obtaining compositions of nanosilver at various weight ratios of silver to biomass of cells in a dry state

Готовят маточный раствор серебра (I) в жидком аммиаке (28 об.% NHO3 в воде) с конечной концентрацией, составляющей 425 г AgNO3/л (= 50 мМ AgNO3). Культуру Lactobacillus fermentum получают таким же способом, как и в примере 1.Prepare a mother liquor of silver (I) in liquid ammonia (28 vol.% NHO 3 in water) with a final concentration of 425 g AgNO 3 / l (= 50 mm AgNO 3 ). A culture of Lactobacillus fermentum is obtained in the same manner as in example 1.

2,8 г (во влажном состоянии) центрифугированных пеллет клеток повторно суспендируют в 3 различных количествах (50 мл, 100 мл и 1 л) миллиQ воды для получения реакционных смесей, обозначаемых буквами А, В и С соответственно.2.8 g (wet) of centrifuged pellet cells are resuspended in 3 different amounts (50 ml, 100 ml and 1 l) milliQ of water to obtain reaction mixtures indicated by letters A, B and C, respectively.

Затем в каждую пробирку добавляют NaOH из 1 N маточного раствора NaOH в миллиQ воде для получения нормальности, составляющей 0,10 N NaOH в вышеуказанной суспензии.Then, NaOH from 1 N stock solution of NaOH in milliQ water is added to each tube to obtain a normality of 0.10 N NaOH in the above suspension.

После этого маточный раствор серебра (I) добавляют следующим образом:After this, the mother liquor of silver (I) is added as follows:

- Реакционная смесь А: 0,24 мл маточного раствора серебра (I) добавляют для получения конечной концентрации, составляющей 1,30 г Ag/л (или 12 мМ) Ag. Почти сразу же происходит реакция осаждения (коричнево-красноватый осадок) на 56 г/л биомассы (во влажном состоянии). При среднем соотношении центрифугированной массы в сухом состоянии, составляющем от 10 до 30%, получают отношение массы серебра к массе клеток в сухом состоянии, составляющее от 1:4 до 1:12.- Reaction mixture A: 0.24 ml of a silver (I) mother liquor is added to obtain a final concentration of 1.30 g Ag / L (or 12 mM) Ag. Almost immediately, a precipitation reaction (brownish-reddish sediment) occurs at 56 g / l biomass (in the wet state). When the average ratio of the centrifuged mass in the dry state, comprising from 10 to 30%, get the ratio of the mass of silver to the mass of cells in the dry state, comprising from 1: 4 to 1:12.

- Реакционная смесь В: 2,4 мл маточного раствора серебра (I) добавляют для получения конечной концентрации, составляющей 5,78 г Ag/л (55 мМ) Ag. Почти сразу же происходит реакция осаждения (коричнево-красноватый осадок) на 28 г/л биомассы (во влажном состоянии). Поскольку соотношение центрифугированной массы в сухом состоянии в среднем составляет 10-30%, получают отношение массы серебра к массе клеток в сухом состоянии, составляющее от 2:1 до 0,7:1. рН во время данное реакции составляет 11,6.- Reaction mixture B: 2.4 ml of a silver (I) mother liquor are added to give a final concentration of 5.78 g Ag / L (55 mM) Ag. Almost immediately, a precipitation reaction (brownish-reddish sediment) occurs on 28 g / l of biomass (in the wet state). Since the ratio of the centrifuged mass in the dry state averages 10-30%, a ratio of the mass of silver to the mass of cells in the dry state is obtained, which is from 2: 1 to 0.7: 1. The pH during this reaction is 11.6.

- Реакционная смесь С: 2,4 мл маточного раствора серебра (I) добавляют для получения конечной концентрации, составляющей 5,78 г Ag/л (55 мМ) Ag. Почти сразу же происходит реакция осаждения на 2,8 г/л биомассы (во влажном состоянии). Поскольку соотношение центрифугированной массы в сухом состоянии в среднем составляет 10-30%, получают отношение массы серебра к массе клеток в сухом состоянии, составляющее от 20:1 до 7:1.- Reaction mixture C: 2.4 ml of a silver (I) mother liquor are added to obtain a final concentration of 5.78 g Ag / L (55 mM) Ag. Almost immediately, a precipitation reaction occurs on 2.8 g / l of biomass (in the wet state). Since the ratio of the centrifuged mass in the dry state is on average 10-30%, a ratio of the mass of silver to the mass of cells in the dry state is obtained, comprising from 20: 1 to 7: 1.

Реакционную смесь оставляют на 30 минут, а затем собирают полученную композицию из нано-Ag.The reaction mixture was left for 30 minutes, and then the resulting composition was collected from nano-Ag.

Полученный осадок из нано-Ag центрифугируют вместе с биомассой при 3000 g в течение 10 минут при 15°С, а затем дважды промывают миллиQ водой, удаляя весь остаточный аммиак и другие растворимые в воде компоненты, используемые в технологическом процессе. После этого очищенный продукт из пеллет нано-Ag подвергают анализу (пример 9) или еще больше разбавляют в миллиQ воде до соответствующих концентраций нано-Ag для дальнейшего исследования.The resulting precipitate from nano-Ag is centrifuged along with biomass at 3000 g for 10 minutes at 15 ° C, and then washed twice with milliQ water, removing all residual ammonia and other water-soluble components used in the process. After that, the purified product from nano-Ag pellets is subjected to analysis (Example 9) or diluted even further in milliQ water to the corresponding concentrations of nano-Ag for further investigation.

Пример 9 - XRD анализ нано-Ag, полученного при отношении массы серебра к биомассе клеток в сухом состоянии, равном 0,7:1Example 9 - XRD analysis of nano-Ag obtained when the ratio of the mass of silver to the biomass of cells in the dry state, equal to 0.7: 1

XRD анализ биомассы с частицами серебра, полученной при отношении массы серебра к биомассе клеток в сухом состоянии, равном 0,7:1 согласно примеру 8, а затем высушенной в печи при 100°С в течение 24 часов, осуществляют в соответствии с примером 2. В данном спектре XRD может быть определена только рентгенограмма металлического серебра. Поскольку можно смело утверждать, что кристаллическое следовые элементы, содержащиеся в высушенном продукте в количестве менее 5 мас.%, не могут быть определены при помощи XRD, можно сделать приблизительный вывод о том, что по меньшей мере 95% серебра, определенного при помощи XRD, находится в состоянии Ag(0).XRD analysis of biomass with silver particles obtained at a ratio of the mass of silver to the dry cell biomass of 0.7: 1 according to Example 8, and then dried in an oven at 100 ° C for 24 hours, is carried out in accordance with Example 2. In this XRD spectrum, only an X-ray of metallic silver can be determined. Since it can be safely stated that crystalline trace elements contained in the dried product in an amount of less than 5 wt.% Cannot be determined using XRD, it can be estimated that at least 95% of silver determined using XRD, is in state Ag (0).

Пример 10 - последующая обработка наносеребра НExample 10 - subsequent processing of nanosilver N 22 ОABOUT 22

Промытые пеллеты нано-Ag, полученные согласно примеру 1 или примеру 8, подвергают последующей обработке 30% (об.) Н2О2 в воде. Для этого шарики суспендируют в Н2О2 в количестве до 6 г Ag/л Н2О2 (30%). Получают более устойчивые осадки. Затем суспензию полученных осадков дополнительно разбавляют в миллиQ воде для получения соответствующих концентраций нано-Ag для дальнейших исследований.The washed nano-Ag pellets obtained according to example 1 or example 8 are subjected to subsequent processing of 30% (vol.) H 2 O 2 in water. For this, the pellets are suspended in H 2 O 2 in an amount up to 6 g of Ag / L H 2 O 2 (30%). Get more stable precipitation. Then, the suspension of the resulting precipitates is further diluted in milliQ water to obtain the corresponding concentrations of nano-Ag for further studies.

Пример 11 - противомикробные свойства нано-Ag после обработки НExample 11 - the antimicrobial properties of nano-Ag after treatment N 22 ОABOUT 22 или без нее or without her

Составы нано-Ag получают согласно примеру 8 при различных весовых отношениях серебра к биомассе клеток в сухом состоянии, составляющих 7:1, 1:10 и 0,7:1 соответственно (образцы обозначены буквами А, В и С соответственно). Кроме того, препараты нано-Ag, полученные при весовом отношении серебра к биомассе клеток в сухом состоянии, равном 7:1, дополнительно обрабатывают Н2О2, как в примере 10, получая четвертый образец, обозначенный буквой D.Compositions of nano-Ag are obtained according to example 8 at various weight ratios of silver to biomass of cells in the dry state, comprising 7: 1, 1:10 and 0.7: 1, respectively (samples are indicated by the letters A, B and C, respectively). In addition, nano-Ag preparations obtained with a weight ratio of silver to biomass of cells in the dry state equal to 7: 1 were additionally treated with H 2 O 2 , as in Example 10, to obtain a fourth sample designated by the letter D.

Для того чтобы оценить действие данного весового отношения серебра к биомассе клеток в сухом состоянии на противомикробную активность продуктов нано-Ag, готовят клеточную суспензию, содержащую 1х104 КОЕ/мл Salmonella typhimurium, в стерильном физиологическом растворе и распределяют ее по различным пробиркам. В эти же пробирки добавляют образцы А, В, С и D до получения в каждой пробирке конечной концентрации, составляющей 0,05 мг/л (или 50 м.д.) нано-Ag.In order to evaluate the effect of this weight ratio of silver to dry biomass of cells on the antimicrobial activity of nano-Ag products, a cell suspension containing 1x10 4 CFU / ml Salmonella typhimurium is prepared in sterile saline and distributed into various tubes. Samples A, B, C and D are added to the same tubes until a final concentration of 0.05 mg / L (or 50 ppm) of nano-Ag is obtained in each tube.

В качестве контрольных образцов бактериальные культуры инкубируют AgNO3 в количестве 0,05 м.д., а также без серебра. Пробирки закрывают пробками и инкубируют при встряхивании при 37°С в двойном экземпляре. Через 4,5 часов инкубирования отбирают образцы, осуществляют ряд разбавлений в физиологическом растворе, а после высевания на среду TSA чашки инкубируют при 37°С в течение ночи, для того чтобы определить общее количество Salmonella. Результаты таких подсчетов представлены на фиг.3 в виде среднего количества клеток и стандартного отклонения двух независимых дублей. После 4,5 часов инкубирования наблюдается существенное снижение количества бактерий в присутствии 0,05 м.д. нано-Ag, полученного описанным в примере 8 способом. Результаты, представленные на фиг. 3, показывают, что чем выше весовое отношение серебра к биомассе клеток в сухом состоянии, тем ниже противомикробная активность полученного нано-Ag. Обработка продукта нано-Ag Н2О2 также существенно повышает его противомикробную активность.As control samples, bacterial cultures were incubated with AgNO 3 in an amount of 0.05 ppm, and also without silver. The tubes are capped and incubated with shaking at 37 ° C in duplicate. After 4.5 hours of incubation, samples were taken, a series of dilutions were performed in saline, and after plating on TSA, plates were incubated at 37 ° C. overnight in order to determine the total amount of Salmonella. The results of such calculations are presented in figure 3 in the form of the average number of cells and the standard deviation of two independent takes. After 4.5 hours of incubation, a significant decrease in the number of bacteria in the presence of 0.05 ppm is observed. nano-Ag obtained as described in example 8. The results presented in FIG. 3 show that the higher the weight ratio of silver to biomass of cells in the dry state, the lower the antimicrobial activity of the obtained nano-Ag. Processing the product with nano-Ag H 2 O 2 also significantly increases its antimicrobial activity.

Пример 12 - определение размера частиц наносеребра при помощи просвечивающей электронной микроскопии (ТЭМ)Example 12 - determination of the particle size of nanosilver using transmission electron microscopy (TEM)

Для того чтобы получить тонкие срезы для анализа при помощи ТЭМ, пеллеты бактерий фиксируют в 0,1 М какодилатного буфера (рН 7,4), содержащего 2,5% глютаральдегида и 2% формальдегида, и заключают их в 3% низкоплавкую агарозу (от Difco Laboratories, Detroit, Michigan, USA). Затем полученные образцы фиксируют в 1% тетроксиде осмия. Между и после стадий фиксирования образцы промывают дистиллированной водой. После этого образцы дегидратируют в этаноле с возрастающей концентрацией и, наконец, в безводном оксиде пропилена. После внедрения в среду Epon-Spurr блоки образцов обрезают при помощи устройства для обрезания ТМ60 (от Reichert-Jung A.G., Vienna, Austria), получая переднюю поверхность размером 0,5х1 мм2 - 1х2 мм2, и нарезают сверхтонкие срезы в золоте, чтобы матировать интерференцию серебра в цветовой диапазон, при помощи микротома Ultracut (от Reichert-Jung A.G., Vienna, Austria). Срезы переносят на pioloform и покрытые углеродом медные решетки (200 меш). После этого тонкие срезы окрашивают 2% уранилацетатом, а затем цитратом свинца, для того чтобы определить ультраструктуру клеток. Используемые химические вещества и решетки выпускает Agar Scientific (Stansed, United Kingdom). Изображения получают при помощи просвечивающего электронного микроскопа EM208S (от FEI, Eindhoven, the Netherlands), работающем при 80 kV.In order to obtain thin sections for analysis using TEM, bacterial pellets are fixed in 0.1 M cacodilate buffer (pH 7.4) containing 2.5% glutaraldehyde and 2% formaldehyde, and they are enclosed in 3% low melting agarose (from Difco Laboratories, Detroit, Michigan, USA). Then, the obtained samples are fixed in 1% osmium tetroxide. Between and after the fixation steps, the samples are washed with distilled water. After that, the samples are dehydrated in ethanol with increasing concentration and, finally, in anhydrous propylene oxide. Once embedded in an Epon-Spurr medium, sample blocks are cut with a TM60 trimmer (from Reichert-Jung AG, Vienna, Austria) to obtain a front surface of 0.5x1 mm 2 - 1x2 mm 2 in size, and ultrathin sections are cut in gold so that to color silver interference in the color range using an Ultracut microtome (from Reichert-Jung AG, Vienna, Austria). Sections were transferred to pioloform and carbon-coated copper grids (200 mesh). Thin sections were then stained with 2% uranyl acetate and then lead citrate in order to determine the ultrastructure of the cells. The chemicals and grates used are manufactured by Agar Scientific (Stansed, United Kingdom). Images were obtained using an EM208S transmission electron microscope (from FEI, Eindhoven, the Netherlands) operating at 80 kV.

Были получены ТЭМ-изображения (не представлены) частиц наносеребра, полученных из реакционных смесей А, В и С, описанных в примере 8. Полученные изображения подтверждают, что сферические частицы наносеребра были получены в составе в виде осадков на поверхности бактериальных клеток и в суспензии между биомассой.TEM images were obtained (not shown) of nanosilver particles obtained from reaction mixtures A, B and C described in Example 8. The obtained images confirm that spherical nanosilver particles were obtained in the composition in the form of sediments on the surface of bacterial cells and in suspension between biomass.

- Размеры частиц нано-Ag, полученных из реакционной смеси А (соотношение 1:10): диаметр 35 измеренных наночастиц варьируется от 3,3 нм до 72 нм, при этом средний диаметр составляет 14 нм; площадь поверхности частиц варьируется от 6,4 до 2,996 нм2, и поэтому сферичность варьируется от 0,14 до 0,97.- The particle sizes of nano-Ag obtained from reaction mixture A (ratio 1:10): the diameter of 35 measured nanoparticles varies from 3.3 nm to 72 nm, with an average diameter of 14 nm; the surface area of the particles varies from 6.4 to 2.996 nm 2 , and therefore the sphericity varies from 0.14 to 0.97.

- Размеры частиц нано-Ag, полученных из реакционной смеси В (соотношение 1:1): диаметр 202 измеренных наночастиц варьируется от 3 нм до 116 нм, при этом средний диаметр составляет 15 нм; площадь поверхности частиц варьируется от 6 до 4,805 нм2, и поэтому сферичность варьируется от 0,12 до 0,96.- The particle sizes of nano-Ag obtained from reaction mixture B (1: 1 ratio): the diameter of 202 measured nanoparticles varies from 3 nm to 116 nm, with an average diameter of 15 nm; the surface area of the particles varies from 6 to 4.805 nm 2 , and therefore the sphericity varies from 0.12 to 0.96.

- Размеры частиц нано-Ag, полученных из реакционной смеси С (соотношение 10:1): диаметр 56 измеренных наночастиц варьируется от 3,3 нм до 56 нм, при этом средний диаметр составляет 16 нм; площадь поверхности частиц варьируется от 6,4 до 1,841 нм2, и поэтому сферичность варьируется от 0,15 до 0,95.- The particle sizes of nano-Ag obtained from reaction mixture C (ratio 10: 1): the diameter of 56 measured nanoparticles varies from 3.3 nm to 56 nm, with an average diameter of 16 nm; the surface area of the particles varies from 6.4 to 1.841 nm 2 , and therefore the sphericity varies from 0.15 to 0.95.

Пример 13 - получение коллоидного нанозолотаExample 13 - obtaining a colloidal nanogold

Готовят маточный раствор золота(III) в миллиQ воде с конечной концентрацией, составляющей 7,5 г AuCl3/л. Культуру Lactobacillus fermentum получают таким же способом, как и в примере 1.A mother solution of gold (III) is prepared in milliQ water with a final concentration of 7.5 g AuCl 3 / L. A culture of Lactobacillus fermentum is obtained in the same manner as in example 1.

Центрифугированные влажные пеллеты массой 2,5 г во влажном состоянии добавляют к 100 мл миллиQ воды.Centrifuged wet pellets weighing 2.5 g in the wet state are added to 100 ml milliQ of water.

NaOH добавляют из 1 N маточного раствора NaOH в миллиQ воде для получения нормальности вышеуказанной суспензии, составляющей 0,10 N NaOH.NaOH is added from 1 N stock solution of NaOH in milliQ water to obtain the normality of the above suspension of 0.10 N NaOH.

После этого к полученной суспензии добавляют 10 мл маточного раствора золота(III) для получения конечной концентрации, составляющей 75 мг Au(III)/100 мл, в виде AuCl3-Au (3,8 мМ Au). Осаждение Au(0) на 2,5 г/100 мл биомассы (во влажном состоянии) завершается в течение 4 часов. Поскольку соотношение центрифугированной массы в сухом состоянии в среднем составляет 10-30%, получают отношение массы золота к массе клеток в сухом состоянии, составляющее от 1:3 до 1:10.After that, 10 ml of the mother solution of gold (III) was added to the resulting suspension to obtain a final concentration of 75 mg Au (III) / 100 ml, in the form of AuCl 3 -Au (3.8 mm Au). The deposition of Au (0) on 2.5 g / 100 ml of biomass (in the wet state) is completed within 4 hours. Since the ratio of the centrifuged mass in the dry state is on average 10-30%, a ratio of the mass of gold to the mass of cells in the dry state is obtained, ranging from 1: 3 to 1:10.

Реакции дают возможность продолжаться в течение 4 часов, после чего собирают частицы нанозолота. Полученный пурпурный осадок центрифугируют при 3000 g в течение 10 минут при 15°С и 2 раза промывают миллиQ водой, удаляя растворимые в воде компоненты из технологического процесса.Reactions make it possible to continue for 4 hours, after which nanogold particles are collected. The resulting purple precipitate was centrifuged at 3000 g for 10 minutes at 15 ° C and washed 2 times with milliQ water, removing water-soluble components from the process.

Пример 14 - XRD анализ нанозолотаExample 14 - XRD analysis of nanogold

XRD анализ биомассы с частицами золота из примере 13, высушенной в печи при 100°С в течение 24 часов, осуществляют на дифрактометре Siemens D5000 при помощи оптических приборов Брэгга-Брентано в соответствии с примером 2. Полученный спектр, представленный на фиг.4, показывает наличие рентгеновских дифракционных пиков только Au0.XRD analysis of biomass with gold particles from example 13, dried in an oven at 100 ° C for 24 hours, is carried out on a Siemens D5000 diffractometer using optical Bragg-Brentano instruments in accordance with example 2. The resulting spectrum, shown in figure 4, shows the presence of x-ray diffraction peaks is only Au 0 .

Пример 15 - эффективность биоосаждения и восстановления на биомассе при различных отношениях массы серебра к биомассе клеток в сухом состоянииExample 15 - the effectiveness of bio-deposition and recovery on biomass with different ratios of the mass of silver to the biomass of cells in the dry state

Для того чтобы оценить влияние биомассы на биовосстановление частиц Ag(I) до Ag(0), определяют восстановление на биомассе и в растворе при различных отношениях Ag:CDW.In order to evaluate the effect of biomass on the bioreduction of Ag (I) particles to Ag (0), the recovery on biomass and in solution is determined for various Ag: CDW ratios.

Получают составы серебра при различных отношениях Ag:CDW в соответствии с описанием, приведенным в примере 8. Через 4 часа инкубирования массы Ag(I) и после ее фракционирования на растворимую фазу (в растворе) и осажденную фазу (на биомассе) путем центрифугирования при 7000 g в течение 10 минут определяют процентную величину восстановления серебра. Полученные результаты представлены ниже в таблице 5.Silver compositions are obtained at various Ag: CDW ratios as described in Example 8. After 4 hours of incubation of the Ag (I) mass and after its fractionation into the soluble phase (in solution) and the precipitated phase (biomass) by centrifugation at 7000 g within 10 minutes, determine the percentage recovery of silver. The results are presented below in table 5.

Таблица 5Table 5 Образец
(отношение Ag:CDW)
Sample
(Ag: CDW ratio)
Мг Ag/л в раствореMg Ag / L in solution Мг Ag/л в биомассеMg Ag / L in biomass Общее восстановлениеGeneral recovery
А (1:10)A (1:10) 7676 12951295 100%one hundred% В (1:1)In (1: 1) 819819 53085308 100%one hundred% С: Ag:CDW = 10:1C: Ag: CDW = 10: 1 16121612 48444844 100%one hundred%

Из приведенных результатов понятно, что восстановление серебра в виде ассоциированных с биомассой частиц выше при более низких соотношениях Ag:CDW. Например, соотношение Ag:CDW, составляющее 1:10, обеспечивает приемлемое восстановление Ag(I) (около 95%) из Ag0 в растворе при биовосстановлении.From the above results, it is clear that the reduction of silver in the form of particles associated with biomass is higher at lower Ag: CDW ratios. For example, an Ag: CDW ratio of 1:10 provides an acceptable reduction of Ag (I) (about 95%) from Ag 0 in solution during bioremediation.

Пример 16 - Альгицидные свойства состава наносеребра без последующей обработки пероксидом водородаExample 16 - Algicidal properties of the composition of nanosilver without subsequent treatment with hydrogen peroxide

Состав наносеребра получают в соответствии с описанием, приведенным в примере 8, при соотношении массы серебра к биомассе клеток в сухом состоянии, составляющем 1:4.The composition of nanosilver obtained in accordance with the description given in example 8, with the ratio of the mass of silver to the biomass of cells in the dry state, comprising 1: 4.

Для того чтобы оценить альгицидное действие данного состава, пробирки, содержащие 10 мл среды BG11 (описанной Stanier et al. в Bacteriol. Rev. (1971) 35:171-205), инокулируют 0,5 мл активно растущей жидкой культурой BG11 Chlorella vulagris и инкубируют при 20°С, 65% относительной влажности и 1000 люкс (16 часов/день). Рост оценивают через 2 недели при помощи спектрофотометрического измерения. Различные концентрации состава серебра, варьирующиеся от 20 мг Ag/л до 0,01 мг Ag/л, исследуют в пробирках в расчете на дозы. Величина MIC представляет собой самую низкую исследуемую концентрацию, при которой наблюдается полное ингибирование роста организмов. Было установлено, что величина MIC данного состава наносеребра, ингибирующего Chlorella vulgaris, составляет 0,125 мг Ag/л.In order to evaluate the algicidal effect of this formulation, tubes containing 10 ml of BG11 medium (described by Stanier et al. In Bacteriol. Rev. (1971) 35: 171-205) were inoculated with 0.5 ml of the actively growing liquid culture of BG11 Chlorella vulagris and incubated at 20 ° C, 65% relative humidity and 1000 lux (16 hours / day). Growth was evaluated after 2 weeks using spectrophotometric measurement. Different concentrations of silver, ranging from 20 mg Ag / L to 0.01 mg Ag / L, are examined in test tubes per dose. The MIC value represents the lowest studied concentration at which complete inhibition of the growth of organisms is observed. It was found that the MIC value of this nanosilver composition inhibiting Chlorella vulgaris is 0.125 mg Ag / L.

Claims (17)

1. Способ получения композиции, содержащей коллоидное наносеребро или нанозолото, включающий стадию инкубирования пробиотических бактерий, выбранных из видов Lactobacillus fermentum, с водным раствором, содержащим по меньшей мере 4 мМ нитрата серебра или хлорида золота.1. A method of obtaining a composition containing colloidal nanosilver or nano-gold, comprising the step of incubating probiotic bacteria selected from Lactobacillus fermentum species with an aqueous solution containing at least 4 mM silver nitrate or gold chloride. 2. Способ по п.1, в котором указанный водный раствор содержит по меньшей мере 4 мМ нитрата серебра, а также содержит аммиак и/или соль аммония и гидроксид щелочного металла.2. The method according to claim 1, wherein said aqueous solution contains at least 4 mM silver nitrate, and also contains ammonia and / or an ammonium salt and an alkali metal hydroxide. 3. Способ по п.2, в котором аммиак и/или соль аммония присутствует в количестве, достаточном для формирования комплекса Ag(NH3)+ или {Ag(NH3)2}+.3. The method according to claim 2, in which ammonia and / or ammonium salt is present in an amount sufficient to form the complex Ag (NH 3 ) + or {Ag (NH 3 ) 2 } + . 4. Способ по п.2, в котором указанный гидроксид щелочного металла представляет собой гидроксид натрия.4. The method according to claim 2, wherein said alkali metal hydroxide is sodium hydroxide. 5. Способ по п.1, в котором отношение массы серебра или золота к массе клеток бактерий в сухом состоянии составляет от 0,05 до 20.5. The method according to claim 1, in which the ratio of the mass of silver or gold to the mass of bacterial cells in the dry state is from 0.05 to 20. 6. Способ по п.1, в котором продолжительность инкубирования или контакта составляет от 1 с до 30 мин.6. The method according to claim 1, in which the duration of incubation or contact is from 1 s to 30 minutes 7. Способ по п.1, в котором инкубирование осуществляют при рН, составляющем от 8 до 12.7. The method according to claim 1, in which the incubation is carried out at a pH of from 8 to 12. 8. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию удаления по меньшей мере части указанных пробиотических бактерий, выбранных из видов Lactobacillus fermentum, из смеси для инкубирования путем механической обработки.8. The method according to claim 1, further comprising the step of removing at least a portion of said probiotic bacteria selected from Lactobacillus fermentum species from the incubation mixture by mechanical treatment. 9. Способ по п.1, дополнительно включающий следующие стадии:
- центрифугирование инкубирующей смеси до твердой фазы, включающей композицию, содержащую коллоидное наносеребро или нанозолото и жидкую часть, и
- отделение указанной твердой части от жидкой части.
9. The method according to claim 1, further comprising the following steps:
- centrifuging the incubating mixture to a solid phase, including a composition containing colloidal nanosilver or nanogold and the liquid part, and
- separation of the specified solid part from the liquid part.
10. Способ по п.1, дополнительно включающий стадию обработки указанной композиции, содержащей коллоидное наносеребро или нанозолото, пероксидом или пер-солью.10. The method according to claim 1, further comprising the step of treating said composition containing colloidal nanosilver or nanogold with peroxide or per-salt. 11. Способ по п.10, в котором указанный пероксид представляет собой пероксид водорода.11. The method of claim 10, wherein said peroxide is hydrogen peroxide. 12. Способ по п.1, в котором указанное коллоидное наносеребро вводят в качестве компонента противомикробного агента.12. The method according to claim 1, wherein said colloidal nanosilver is administered as a component of an antimicrobial agent. 13. Способ по п.12, в котором указанный противомикробный агент активен против патогенных бактерий, выбранных из группы, состоящей из Escherichia, Salmonella, Staphylococcus, Listeria и Vibrio.13. The method of claim 12, wherein said antimicrobial agent is active against pathogenic bacteria selected from the group consisting of Escherichia, Salmonella, Staphylococcus, Listeria and Vibrio. 14. Способ по п.1, в котором указанное коллоидное наносеребро вводят в качестве компонента альгицидного агента.14. The method according to claim 1, wherein said colloidal nanosilver is administered as a component of an algicidal agent. 15. Способ получения композиции, содержащей коллоидное наносеребро, включающий стадию контактирования при температуре от 5°С до 45°С пробиотических бактерий, выбранных из видов Lactobacillus fermentum, с водным раствором, содержащим смесь нитрата серебра, аммиака и/или соль аммония, а также гидроксид щелочного металла.15. A method of obtaining a composition containing colloidal nanosilver, comprising the step of contacting at a temperature of from 5 ° C to 45 ° C of probiotic bacteria selected from Lactobacillus fermentum species, with an aqueous solution containing a mixture of silver nitrate, ammonia and / or ammonium salt, and alkali metal hydroxide. 16. Способ по п.15, в котором аммиак и/или соль аммония присутствует в количестве достаточном для формирования комплекса Ag(NH3)+ или {Ag(NH3)2}+.16. The method according to clause 15, in which ammonia and / or ammonium salt is present in an amount sufficient to form the complex Ag (NH 3 ) + or {Ag (NH 3 ) 2 } + . 17. Способ получения композиции, содержащей коллоидное нанозолото, включающий стадию контактирования при температуре от 5°С до 45°С пробиотических бактерий, выбранных из видов Lactobacillus fermentum, с водным раствором, содержащим смесь хлорида золота и гидроксида щелочного металла при отсутствии аммиака или соли аммония. 17. A method of obtaining a composition containing colloidal nanogold, comprising the step of contacting at a temperature of from 5 ° C to 45 ° C of probiotic bacteria selected from Lactobacillus fermentum species with an aqueous solution containing a mixture of gold chloride and an alkali metal hydroxide in the absence of ammonia or ammonium salt .
RU2009103776/10A 2006-07-05 2007-07-05 Method for preparing composition containing colloidal nanosilver or nanogold (versions) RU2460797C2 (en)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81857906P 2006-07-05 2006-07-05
US60/818,579 2006-07-05
GB0623925.5 2006-11-30
GBGB0623925.5A GB0623925D0 (en) 2006-11-30 2006-11-30 Method for producing silver nanoparticles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009103776A RU2009103776A (en) 2010-08-10
RU2460797C2 true RU2460797C2 (en) 2012-09-10

Family

ID=37671599

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009103776/10A RU2460797C2 (en) 2006-07-05 2007-07-05 Method for preparing composition containing colloidal nanosilver or nanogold (versions)

Country Status (6)

Country Link
CN (1) CN102978241A (en)
AT (1) ATE537266T1 (en)
BR (1) BRPI0714227A2 (en)
ES (1) ES2379017T3 (en)
GB (1) GB0623925D0 (en)
RU (1) RU2460797C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014200380A1 (en) * 2013-06-10 2014-12-18 Общество с ограниченной ответственностью "Нанобиотех" Antiseptic preparation and methods for producing and using same
RU2614118C1 (en) * 2015-11-09 2017-03-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук (ИХФ РАН) Application of anabaena sp. pcc 7120 strain for silver nanoparticles production
RU2711559C1 (en) * 2019-04-29 2020-01-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Method of producing colloidal solution of silver nanoparticles with plant leaves extracts
RU2734350C1 (en) * 2020-01-16 2020-10-15 Федеральное государственное бюджетное учреждение "48 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Disinfectant
RU2825449C1 (en) * 2024-01-23 2024-08-26 Денис Вадимович Рыбаков Method of protecting vegetable crops from viral infections

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102962467B (en) * 2012-10-26 2015-04-01 上海交通大学 Method for preparing noble metal nano material with adjustable particle size by bacteria
WO2016076694A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-19 López Navarro Cristhian René Biological process for producing magnetic nanoparticles
CN104694398B (en) * 2015-03-04 2017-05-03 大连理工大学 A strain of Trichosporium yeast and its application in the synthesis of gold nanoparticles
CN105780067B (en) * 2016-02-01 2018-09-11 中国科学院生态环境研究中心 The method of electrode activity biomembrane fabricated in situ three-dimensional manometer palladium chtalyst layer and application
CN107641632A (en) * 2017-10-18 2018-01-30 福州大学 A kind of method with the carbon-based point of Microbe synthesis
US10363218B1 (en) 2019-01-03 2019-07-30 King Saud University Synthesis of probiotic nanoparticles
WO2024065274A1 (en) * 2022-09-28 2024-04-04 Synbio Tech Inc. Method against salmonella typhimurium infection with symbiotic composition

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2278669C1 (en) * 2004-11-09 2006-06-27 Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского Сибирского отделения Российской академии наук (ИрИХ СО РАН) Agent possessing antibacterial activity

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050013759A1 (en) * 1996-08-14 2005-01-20 Grow Ann E. Practical method for preparing inorganic nanophase materials

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2278669C1 (en) * 2004-11-09 2006-06-27 Иркутский институт химии им. А.Е. Фаворского Сибирского отделения Российской академии наук (ИрИХ СО РАН) Agent possessing antibacterial activity

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MANDAL DEENDAYAL ЕТ AL. The use of microorganism for the formation of metal nanoparticles and their application // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2006, 69: 485-492. KASHEFI KAZEM ЕТ AL. Reductive precipitation of gold by dissimilatory Fe(III)-reducing bacteria and archaea // Applied and Environmental Microbiology, 2001, p.3275-3279. KLAUS TANJA ЕТ AL. Silver-based crystalline nanoparticles, microbially fabricated // PNAS, 1999, vol. 96, no 24, 13611-13614. *
NAIR В. ЕТ AL. Coalescence of nanoclusters and formation of submicron crystallites assisted by Lactobacillus strains // Crystal Growth & Design, 2002, vol. 2, №4, pp.293-298. PEI L. ЕТ AL. Synthesis of gold nanorods by surfactant-assisted one-step chemical reduction method // Abstracts 231, 206 th Meeting Electrochemical Society, 2004. ZHONGYU LIN ЕТ AL. A further insight into the mechanism of Ag+ biosorption by Lactobacillus sp. strain A09 // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, vol. 61, issue 6, 6 Apr 2005, 1195-1200. US 20050013759 A1 (ANN E GROW), 20.01.2005. JP 2004137241 A (CATALYSTS & CHEM IND CO), 13.05.2004. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014200380A1 (en) * 2013-06-10 2014-12-18 Общество с ограниченной ответственностью "Нанобиотех" Antiseptic preparation and methods for producing and using same
RU2614118C1 (en) * 2015-11-09 2017-03-22 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук (ИХФ РАН) Application of anabaena sp. pcc 7120 strain for silver nanoparticles production
RU2711559C1 (en) * 2019-04-29 2020-01-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Method of producing colloidal solution of silver nanoparticles with plant leaves extracts
RU2734350C1 (en) * 2020-01-16 2020-10-15 Федеральное государственное бюджетное учреждение "48 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Disinfectant
RU2825449C1 (en) * 2024-01-23 2024-08-26 Денис Вадимович Рыбаков Method of protecting vegetable crops from viral infections

Also Published As

Publication number Publication date
GB0623925D0 (en) 2007-01-10
BRPI0714227A2 (en) 2013-01-29
RU2009103776A (en) 2010-08-10
ATE537266T1 (en) 2011-12-15
ES2379017T3 (en) 2012-04-19
CN102978241A (en) 2013-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8455226B2 (en) Method for producing metal nanoparticles
RU2460797C2 (en) Method for preparing composition containing colloidal nanosilver or nanogold (versions)
Chen et al. Various antibacterial mechanisms of biosynthesized copper oxide nanoparticles against soilborne Ralstonia solanacearum
Chen et al. Comparative study on the fungicidal activity of metallic MgO nanoparticles and macroscale MgO against soilborne fungal phytopathogens
Gao et al. Inactivation of bacteria and yeast using high-frequency ultrasound treatment
Khaydarov et al. Silver nanoparticles: Environmental and human health impacts
Rodríguez-González et al. Antifungal nanocomposites inspired by titanate nanotubes for complete inactivation of Botrytis cinerea isolated from tomato infection
Rao et al. The synergistic effect of high pressure CO2 and nisin on inactivation of Bacillus subtilis spores in aqueous solutions
Doolotkeldieva et al. Biological Activity of Ag and Cu Monometallic Nanoparticles and Ag‐Cu Bimetallic Nanocomposites against Plant Pathogens and Seeds
Zakharova et al. Photocatalytically active zinc oxide and titanium dioxide nanoparticles in clonal micropropagation of plants: prospects
KR20200039847A (en) Aqueous hypochlorous acid solution
Granke et al. Effects of temperature, concentration, age, and algaecides on Phytophthora capsici zoospore infectivity
Doan et al. Leaf surface topography contributes to the ability of Escherichia coli on leafy greens to resist removal by washing, escape disinfection with chlorine, and disperse through splash
Helmi et al. Nanomaterials for the inhibition of microbial growth on ancient Egyptian funeral masks
Ghasemi et al. Biosynthesis of silver nanoparticles using Pseudomonas canadensis, and its antivirulence effects against Pseudomonas tolaasii, mushroom brown blotch agent
Lobregas et al. Green synthesis of copper-based nanoparticles using microbes
Safavi et al. The study of nano silver (NS) antimicrobial activity and evaluation of using NS in tissue culture media
US20040171687A1 (en) Sporicidal composition
Tran et al. Nanofertilizers and nanopesticides for crop growth
Sirbu et al. Influence of dispersed solutions of copper, silver, bismuth and zinc oxide nanoparticles on growth and catalase activity of Penicillium Funiculosum
Tanwar et al. Role and effects of nanotechnology used in pesticides and agriculture field
Naz et al. Single-step wet synthesis of copper oxide nanoparticles, characterization and their biological activities
De Klerk et al. Evaluation of the antibacterial activity of metal impregnated multi-walled carbon nanotubes: impact of domestic wastewater as supporting medium
Husain et al. Emerging role of biosynthesized silver nanoparticles for agricultural applications
Doolotkeldieva et al. Research Article Biological Activity of Ag and Cu Monometallic Nanoparticles and Ag-Cu Bimetallic Nanocomposites against Plant Pathogens and Seeds

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140706