Тема: Разработка методики применения наночастиц серебра для терапии гнойного воспаления у лабораторных животных

  • Вид работы:
    Диплом
  • Предмет:
    Биология
  • Язык:
    Русский
  • Формат файла:
    MS Word
  • Размер файла:
    698,86 Кб
Разработка методики применения наночастиц серебра для терапии гнойного воспаления у лабораторных животных
Разработка методики применения наночастиц серебра для терапии гнойного воспаления у лабораторных животных
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

РЕФЕРАТ

Буханков В.М. разработка методики применения наночастиц серебра для терапии гнойного воспаления у лабораторных животных. Магистерская диссертация 78 с., 12 рис., 2 табл., 47 источников.

НАНОЧАСТИЦЫ СЕРЕБРА, МЕТОДЫ ПРИМЕНЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА, РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ, РЭМ - СПЕКТРОСКОПИЯ, ГНОЙНО-ВОСПОЛИТЕНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ.

Целью данной работы являлось исследовать и оценить размеры, оптических свойств и агрегативной устойчивости наночастиц серебра в водных растворах и разработать методику по применению наночастиц серебра.

Объектом исследования являлись наночастицы серебра.

В работе был изучен синтез наночастиц с использованием совместного применения физических факторов: ультрафиолетового излучения, ультразвука, равномерного перемешивания. Так же изучены противомикробные свойства антисептического средства на основе коллоидного раствора наносеребра, полученного с использованием технологии диффузионно-кавитационного фотохимического восстановления раствора нитрата серебра. Полученные результаты позволяют сделать вывод о перспективности создания лекарственной и антисептической формы коллоидного раствора с наночастицами серебра с антимикробной активностью по отношению к P. aeruginosa, A. baumanii и E. coli. на основе разработанного способа диффузионно - кавитационного фотохимического восстановления серебра.

СОДЕРЖАНИЕ

противомикробный наносеребро коллоидный раствор

ВВЕДЕНИЕ

. Литературный обзор

.1 Наночастицы серебра

.1.1 Свойства наночастиц серебра

.1.2 Оптические свойства наночастиц серебра

.1.3 Квантово-размерные эффекты наночастиц серебра

.1.4 Поверхностные эффекты наночастиц

.2 Применение наночастиц серебра

.2.1 Применение наночастиц серебра в медицине

.2.2 Терапия в медицине с наночастицами серебра

.2.3 Применение ультразвука в терапии и хирургии

.2.4 Применение наначастиц серебра в биологии

.3 Этиология гнойно - воспалительных заболеваний

.3.1 Этиология и патогенез абсцессов

Основные методы получения наночастиц серебра

.1 Хемилюминесценция

.1.1 Качественный анализ

.1.2 Количественный анализ

.1.3 Собственное свечение клеток и тканей животных

.2 Получение наночастиц серебра методом химического восстановления в растворах

.3. Получение наночастиц серебра методом фотолиза

.4.Получение наночастиц серебра с помощью лазерного излучения

.5. Просвечивающая электронная микроскопия

.6 Растровая электронная микроскопия (РЭМ)

.6.1 Рентгенофазовый анализ (РФА)

.6.2 Рентгеноструктурный анализ (РСА)

.6.3 Дифракционный анализ

Материалы и методы экспериментального исследования

Результаты и обсуждения

Заключение

Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

В современной медицине наносеребро находит весьма разнообразное применение: лечение ран, дезинфекция поверхностей, покрытие имплантов, что объясняется, в том числе широкой аллергизацией [1] населения к лекарственным антибактериальных средствам и достаточно частым развитием различных побочных эффектов при приеме антибиотических препаратов, для лечения различных микробных инфекций, в связи с чем все большее значение приобретают препараты на основе серебра. Разработка эффективных антисептиков с целью снижения риска гнойно - септических осложнений в хирургии продолжает оставаться одной из важнейших проблем в современной медицине, а ионы серебра имеют широкий спектр антимикробной активности и обладают меньшими побочными эффектами, выработка резистентности у бактерий к ионам серебра не обнаружена. С недавнего времени также приобрели актуальность препараты серебра в форме наночастиц, так как они создают депо ионов серебра и позволяют поддерживать равномерное содержание ионов серебра в растворе в течение длительного времени. Кроме того, наночастицы серебра обладают более выраженной антимикробной активностью благодаря иным механизмам воздействия на микробную клетку, чем ионы. Современная фармацевтическая промышленность предлагает целый ряд серебросодержащих препаратов: растворы нитратов серебра, коллоидные взвеси протеинатов серебра, металл-белковые композиции, но их применение ограничивается тем, что оказываемое ими цитотоксическое действие распространяется не только на микробные клетки, но и на клетки макроорганизма. В этом плане перспективным представляется использование наноструктурированных препаратов серебра, так как они эффективны при значительно более низких концентрациях частиц металла.

Особый интерес представляет создание антисептиков для использования при дезинфекции поверхностей, которые найдут широкое применение в различных лечебных учреждениях, а также детских образовательных учреждениях в связи со снижением трудозатрат на частую обработку поверхностей и увеличением эффективности их микробицидного действия. Одним из вариантов оценки антисептической активности является изучение воздействия исследуемого вещества или композиции на условно-патогенные бактериальные штаммы, в том числе E. coli. Отдельного внимания заслуживает то, что в последние годы отмечается отчетливый рост заболеваемости госпитальными инфекциями, возбудителями которых являются неферментирующие грамотрицательные бактерии. Ведущее место в этиологической структуре этих инфекций занимают P. aeruginosa и A. baumanii. Лечение внутрибольничных инфекций, вызванных этими возбудителями, осложнено исходно высоким уровнем устойчивости микроорганизмов к традиционным антибактериальным препаратам, что актуализирует проблему создания новых терапевтических средств.

Сохраняющийся интерес к совершенствованию способов получения наночастиц серебра объясняется несовершенством существующих технологий и попытками улучшения таких свойств получаемого продукта, как стабильность и биоактивность, а также поиском путей для снижения производственных затрат. На сегодняшний день существует множество методов синтеза наночастиц серебра, однако большинство из них используют в своей основе токсичные реагенты, используемые либо для стабилизации получаемых наночастиц, либо для восстановления ионов серебра. В то же время для использования наночастиц в медико-биологических целях необходимо исключить использование токсичных веществ на каком-либо этапе синтеза. Еще одной актуальной проблемой остается устойчивость при хранении образующихся нанокластеров серебра, так как многие из них склонны коагулировать под действием кислорода воздуха и испарения компонентов раствора при хранении и синтезе.

Целью проведенного исследования явилась оптимизация физико-химических условий получения наночастиц серебра для увеличения срока хранения полученных растворов и сохранения возможности их медико-биологического применения, в том числе повышения противомикробной активности коллоидных растворов наночастиц серебра, полученных путем диффузионно-кавитационного фотохимического восстановления, в отношении условно-патогенных штаммов Escherichia coli. и клинических штаммов неферментирующих грамотрицательных бактерий: Pseudomonas aeruginosa и Acinetobacter baumanii.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Наночастицы серебра

Наночастицы серебра - хорошие антисептики [2]. Благодаря высокой электропроводности они активно используются в производстве товаров широкого потребления - пищевых добавок, одежды, бытовой техники, игрушек. В связи с этим важно выяснить, не вредят ли они здоровью людей и животных. Исследователи из Института общей генетики им. Н. И. Вавилова под руководством Александра Рубановича при содействии коллег из НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН и Научно - производственной компании «Наномет» выяснили, что инъекции наночастиц серебра убивают млекопитающих, но ионы серебра безвредны. На рисунке 1 показана картинка наночастицы серебра [3].

Рисунок 1 - Наночастицы серебра

Наночастицы серебра авторы работы получили методом биохимического синтеза путем восстановления ионов металла [4] биологически активным веществом из группы флавоноидов. Начальная концентрация наночастиц в водном растворе составляла 0.54 г/л. Действие раствора сравнивалось с действием ионов Ag+ в эквивалентных концентрациях[5], для чего использовался раствор азотнокислого серебра (начальная концентрация 0.85 г/л).

Молодые экспериментальные мыши, которым делались инъекции растворов серебра в разных формах и концентрациях, были разделены на несколько групп. Животные 30 суток содержались в виварии, где ученые наблюдали за их состоянием и ежедневно вели учет павших. В первые часы после инъекции у грызунов, которым вкалывались наночастицы, снижалась двигательная активность, возникали судороги и паралич задних лапок. Смерть наступала через 12 - 24 часов после введения препарата. Специалисты предположили, что животных губило воздействие нанопрепарата на нервную ткань. Грызуны, которым были введены ионы серебра, остались живы в полном составе, равно как и контрольная группа, которым вкалывали дистиллированную воду. Токсическое действие наночастиц на генетический материал ученые оценивали по количеству патологически измененных спермиев у самцов мышей и степени повреждения ДНК лимфоцитов и других клеток селезенки.

1.1.1 Свойства наночастиц серебра

Свойства коллоидного раствора [6], в том числе и наночастиц серебра, определяются возможностью коагуляции и перекристаллизации, т. е. агрегативной устойчивостью, а также седиментационной устойчивостью и возможностью их окисления кислородом воздуха. Анализ литературных данных показал, что для описания устойчивости нанодисперсии серебра во времени могут быть использованы несколько методов. Метод визуального наблюдения за системой может дать предварительные и общие закономерности относительной устойчивости исследуемой дисперсии. Может быть зафиксировано изменения окраски системы и образования осадка в ней. Для наночастиц серебра цвет систем от красного (желто - коричневого) меняется до серого и даже черного. Визуальный метод наблюдения может сыграть определяющую роль при исследовании седиментационной устойчивости.

Малые размеры наночастиц приводят к многократному увеличению удельной поверхность материалов [7], что способствует транзиту самых различных веществ за счет увеличения адсорбционной емкости. Возрастает химическая реакционная способность и каталитические свойства вещества. На эти параметры прямо влияют также физико - химические свойства [8], включая форму, поверхностную структуру, полярность. Поэтому увеличивается вероятность развития различных процессов внутри отдельных клеточных структур: органелл, биологических мембран, проникновение и контакт с клеточным ядром и ДНК. Во многом цитотоксические свойства наночастиц объясняются их способностью к агрегации внутри клеток [9].

Было найдено [10], что при радиационно-химическом восстановлении ионов Ag+[10] в присутствии наночастиц гетерополисоединений в оптическом спектре возникают полоса золя металла с максимумом при 392 нм и полоса при 650 нм, обусловленная продуктом восстановления («синь»).

Напуск воздуха приводит к окислению «сини», интенсивность полосы наночастиц серебра при этом существенно уменьшается и смещается в длинноволновую область ( = 410 нм). Повторное γ - облучение раствора восстанавливает предшествующий спектр поглощения. Указанную процедуру «окисления - восстановления» можно провести несколько раз, при этом достигаются те же оптические эффекты. Таким образом, восстановление гетерополисоединения, составляющего стабилизирующий слой наночастиц серебра, обеспечивает повышение электронной плотности на металлическом ядре, что вызывает увеличение интенсивности полосы поглощения и ее «синее» смещение. Соответственно, окисление приводит к обратному эффекту.

Анализируя спектры поглощения, можно предположить, что появление дополнительной полосы поглощения в длинноволновой части спектра говорит о возможной коагуляции и перекристаллизации, происходящих в системе. Aгрегативную устойчивость можно охарактеризовать при помощи метода электронной микроскопии. Он позволяет получить распределение частиц по размерам и формам, а также дает представление о расположение наночастиц в пространстве (несвязанные, коагулированные).

Согласно теории Ми. Друде (Mie. Drude) положение максимума полосы поглощения поверхностных плазмонов в металле определяется по уравнению:

λ2макс = (2πc)2m0 + 2n)/4πNеe2(1)

где c - скорость света;

m - эффективная масса электрона;

e - заряд электрона;

ε0 - диэлектрическая проницаемость металла;

n - показатель преломления среды;

Ne - плотность свободных электронов в металле.

Рассеяние света мелкими частицами обусловливает широкий класс явлений, которые можно описать на основе теории дифракции света на диэлектрических частицах. Многие характерные особенности рассеяния света частицами удаётся проследить в рамках строгой теории, разработанной для сферических частиц английским учёным А. Лявом (1889) и немецким учёным Г. Ми (1908, теория Ми). Когда радиус шара r много меньше длины волны света ln в его веществе, рассеяние света на нём аналогично нерезонансному рассеянию атомом. Сечение (интенсивность) рассеяния в этом случае сильно зависит от r и от разности диэлектрических проницаемостей e и вещества шара и окружающей среды: s ~ ln -4r6(e - ) [11]. С увеличением r до r ~ ln и более (при условии e > 1) в индикатрисе рассеяния появляются резкие максимумы и минимумы - вблизи так называемых резонансов Ми (2r = mln, m = 1,2, 3) сечения сильно возрастают и становятся равными 6pr2 рассеяние вперёд усиливается, назад - ослабевает; зависимость поляризации света от угла рассеяния значительно усложняется.

Рассеяние света большими частицами (r > ln) рассматривают на основе законов геометрической оптики с учётом интерференции лучей, отражённых и преломленных на поверхностях частиц. Важная особенность этого случая - периодический (по углу) характер индикатрисы рассеяния и периодическая зависимость сечения от параметра r/ln. Рассеяние на крупных частицах обусловливает ореолы, радуги, гало и др. явления, происходящие в аэрозолях, туманах и пр.

Рассеяние средами, состоящими из большого числа частиц, существенно отличается от рассеяния отдельными частицами. Это связано, во - первых, с интерференцией волн, рассеянных отдельными частицами, между собой и с падающей волной. Во - вторых, во многих случаях важны эффекты многократного рассеяния (переизлучения), когда свет, рассеянный одной частицей, вновь рассеивается другими. В - третьих, взаимодействие частиц друг с другом не позволяет считать их движения независимыми.

Как уже отмечалось, свойства у наночастицы серебра на самом деле уникальные.

Во-первых, это феноменальная бактерицидная и антивирусная активность. Об антимикробных свойствах [12], присущих ионам серебра, человечеству известно уже очень давно. Наверняка большинство читателей слышали о целительных способностях церковной святой «воды», получаемой путем прогонки обычной воды сквозь серебряный фильтр. Такая вода не содержит многих болезнетворных бактерий, которые могут присутствовать в обычной воде. Поэтому она может храниться годами, не портясь и не «зацветая».


Рисунок 2 - Вирусы атакующие клетку

Установлено, что наночастицы серебра в тысячи раз эффективнее борются с бактериями и вирусами, чем серебряные ионы [14].Как показал эксперимент, ничтожные концентрации наночастиц уничтожали все известные микроорганизмы (в том числе и вирус СПИДа), не расходуясь при этом.

Кроме того, в отличие от антибиотиков, убивающих не только вредоносные вирусы, но и пораженные ими клетки, действие наночастиц очень избирательно: они действуют только на вирусы, клетка при этом не повреждается. Дело в том, что оболочка микроорганизмов состоит из особых белков, которые при поражении наночастицами перестают снабжать бактерию кислородом. Несчастный микроорганизм больше не может окислять свое «топливо» глюкозу и гибнет, оставшись без источника энергии. Вирусы, вообще не имеющие никакой оболочки, тоже получают свое при встрече с наночастицей. А вот клетки человека и животных имеют более «высокотехнологичные» стенки, и наночастицы им не страшны.

В настоящий момент проводятся исследования возможностей использования наночастиц серебра в фармацевтических препаратах. Но уже сейчас они находят огромное количество применений.

Например, фирма «Гелиос» выпускает зубную пасту «Знахарь» с наночастицами серебра, эффективно защищающую от различных инфекций. Также небольшие концентрации наночастиц добавляют в некоторые кремы из серии «элитной» косметики для предотвращения их порчи во время использования. Добавки на основе серебряных наночастиц применяются в качестве антиаллергенного консерванта в кремах, шампунях, косметических средствах для макияжа и т.д. При использовании наблюдается также противовоспалительный и заживляющий эффект.

Ткани, модифицированные серебряными наночастицами, являются, по сути, самодезинфицирующимися. На них не может «ужиться» ни одна болезнетворная бактерия или вирус. Наночастицы не вымываются из ткани при стирке, а эффективный срок их действия составляет более шести месяцев, что говорит о практически неограниченных возможностях применения такой ткани в медицине и быту. Материал, содержащий наночастицы серебра, незаменим для медицинских халатов, постельного белья, детской одежды, антигрибковой обуви и т.д., и т.п.

Наночастицы способны долго сохранять бактерицидные свойства после нанесения на многие твердые поверхности (стекло, дерево, бумага, керамика, оксиды металлов и др.). Это позволяет создать высокоэффективные дезинфицирующие аэрозоли длительного срока действия для бытового применения. В отличие от хлорки и других химических средств обеззараживания, аэрозоли на основе наночастиц не токсичны и не вредят здоровью людей и животных.

Люди всегда искали способы борьбы с инфекциями, передаваемыми воздушно - капельным путем -гриппом, туберкулезом, менингитами, вирусным гепатитом и т. п. Но, увы, воздух в наших квартирах, офисах и особенно в местах массового скопления людей (больницы, общественные учреждения, школы, детские сады, казармы, тюрьмы и т. п.) перенасыщен патогенными микроорганизмами, выдыхаемыми зараженными людьми [15].

Традиционные способы профилактики не всегда справляются с этой проблемой, поэтому нанохимики предложили для ее решения очень элегантный способ: добавить в лакокрасочные материалы, покрывающие стены заведений, наночастицы серебра. Как оказалось, на покрашенных такими красками стенах и потолках не может «жить» большинство патогенных микроорганизмов.

Наночастицы, добавленные в угольные фильтры для воды, практически не вымываются с ней, как это происходит в случае обычных серебряных ионов. Это говорит о том, что срок действия таких фильтров будет несоизмеримо больше, а качество очистки воды возрастет на порядок.

Короче говоря, крошечные, незаметные, экологически чистые серебряные наночастицы могут применяться везде, где необходимо обеспечить чистоту и гигиену: от косметических средств до обеззараживания хирургических инструментов или помещений. При этом, как уверяют ведущие российские ученые в данной области, стоимость средств и материалов, созданных на их основе, будет не намного дороже традиционных аналогов, и с развитием нанотехнологий они станут доступны каждому. Фирма Samsung уже добавляет наночастицы серебра в сотовые телефоны, стиральные машины, кондиционеры и т.д.

1.1.2 Оптические свойства наночастиц серебра

Оптические свойства наночастиц серебра [16] сильно зависят как от характеристик индивидуальных частиц (их размера, формы и состава, наличия и структуры адсорбционных слоёв), так и от их окружения, в т. ч. и от способа пространственного упорядочения частиц. Характерной особенностью спектров поглощения и рассеяния [17] металлических наночастиц размером более 2 нм является присутствие интенсивной и широкой полосы в видимой области или в прилегающих к ней ближних ИК - и УФ - областях. Эту полосу называют полосой поверхностного плазмонного резонанса (ППР) или, реже, полосой резонанса Ми (по имени Густава Ми, внёсшего наиболее заметный вклад в теоретическое объяснение этого явления). Из всех металлов серебро имеет наибольшую интенсивность полосы ППР, у золота и меди она немного слабее. Серебро обладает самым высоким коэффициентом экстинкции в максимуме полосы ППР не только среди металлов, но и среди всех других известных материалов, поглощающих в той же области спектра (т.е. НЧ серебра пропускают свет в этой спектральной области в меньшей степени, чем любые другие частицы такого же размера). Возникновение полосы ППР - это результат взаимодействия падающего на поверхность НЧ света с электронами проводимости металла. Согласно теории электронного газа, электроны внутренних оболочек локализованы вблизи атомного ядра, а электроны внешних валентных оболочек могут свободно перемещаться внутри металлической частицы, и обусловливают, в частности, высокую электропроводность металлов. Под действием переменного электрического поля светового луча подвижные электроны проводимости смещаются. Если размер частицы много меньше длины волны падающего света, то перемещение электронов приводит к возникновению диполя, колеблющегося с частотой возбуждающего электрического поля. Если частота колебаний падающего света совпадает с собственной частотой колебаний электронов проводимости вблизи поверхности частицы, то наблюдается резонансное поглощение и рассеяние света, называемое ППР. Колеблющийся диполь, образовавшийся вблизи поверхности при смещении электронов проводимости, обычно называют поверхностным плазмоном. Для частиц несферической формы или частиц, находящихся в неоднородном окружении, различные ориентации частицы по отношению к падающей световой волне неравноценны. Области положительного и отрицательного заряда, сформировавшиеся вблизи поверхности наночастицы в результате смещения электронов проводимости, вызывают поляризацию окружающей среды, в которой находится частица металла. Такая поляризация приводит к уменьшению величины и частоты колебаний индуцированного диполя и, как следствие, к сдвигу полосы ППР в длинноволновую область. Эти эффекты выражены тем сильнее, чем больше способность окружающей среды к поляризации, т.е. чем больше диэлектрическая проницаемость окружающей среды [18].

1.1.3 Квантово-размерные эффекты наночастиц серебра

Уникальные свойства наночастиц, возникающие за счет поверхностных или квантово - размерных эффектов, являются объектом интенсивных исследований [19]. Особое место в этом ряду занимают магнитные характеристики наночастиц. Здесь наиболее отчетливо выявлены различия (иногда очень существенные) между компактными магнитными материалами и соответствующими наночастицами, что вызывает повышенный интерес специалистов различного профиля. Меняя размеры, форму, состав, строение наночастиц, можно в определенных пределах управлять магнитными характеристиками материалов на их основе.

Размерные эффекты наблюдаются при уменьшении размера структурных элементов: частиц, кристаллитов и зерен ниже некоторой пороговой величины. Такие эффекты появляются, когда средний размер кристаллических зерен не превышает 100 нм, и наиболее отчетливо проявляются при размерах зерен менее 10 нм. Квантовые размерные эффекты проявляются в электронных свойствах вещества или материала и связаны с уменьшением размерности электронного газа, что приводит к изменению энергетического спектра.

Влияние размера частиц на физико - химические свойства [20] вещества можно объяснить наличием поверхностного давления, действующего на вещество. Это дополнительное давление, которое обратно пропорционально размеру частиц, приводит к увеличению энергии Гиббса и, как следствие, повышению давления насыщенных паров над наноцастицами, уменьшению температур кипения жидкой фазы и плавления твердой. Изменяются и другие термодинамические характеристики - константы равновесия и стандартные электродные потенциалы. Так, при уменьшении размера наночастиц серебра стандартный потенциал пары Ag+/Ag может стать отрицательным, и серебро будет растворяться в разбавленных кислотах с выделением водорода [21].

1.1.4 Поверхностные эффекты наночастиц

Под терминами "поверхность" или "межфазная граница" обычно понимают слой вещества конечной толщины, разделяющий различные объемные фазы. Его толщина определяется теми конкретными свойствами, которые изучаются, и составляет, как правило, несколько атомных слоев вещества. Несмотря на то, что при анализе поверхностных явлений обычно используют модель однородной поверхности, даже в случае наиболее совершенных кристаллов поверхность оказывается сильно неоднородной по структурным, электрическим и химическим свойствам. Современные методы исследования позволили установить, что на межфазных границах даже наиболее качественных кремниевых структур помимо точечных дефектов наблюдаются структурные макродефекты в виде кластеров - небольших скоплений атомов Si и молекул SiO2 , других адсорбированных молекул, химических группировок с локальными концентрациями, значительно превосходящими средние величины по всей поверхности. Указанные неоднородности заметно влияют на электрофизические характеристики тонкопленочных структур [22].

При переходе к нанообъектам или системам, включающим наноструктуры в качестве составных частей, ситуация становится еще более сложной. Если все размеры системы уменьшаются, то число атомов в приповерхностном слое (так называемой S - фазе) становится соизмеримо с количеством атомов в остальном объеме (V - фазе) и известные характерные свойства V - фазы существенно изменяются. Эти изменения обычно называют размерными эффектами. Они могут иметь различную природу. Структурные эффекты проявляются в виде изменения межатомных расстояний, перестройки кристаллической структуры вплоть до перехода в аморфное состояние, при химических эффектах изменяется стехиометрический состав вещества. Наиболее ярко наблюдаются некоторые физические размерные эффекты: изменение температуры плавления, резкое изменение электрофизических свойств [23].

Поверхностные атомы твердого тела или жидкости взаимодействуют с меньшим количеством соседей, чем аналогичные атомы внутри. Например, в кристалле поверхностные атомы образуют меньшее количество химических связей. Поэтому эти атомы имеют высшую энергию, чем средняя энергия атомов в объеме. При увеличении количества поверхностных атомов энергия тела возрастает. Если атомы имеют достаточную подвижность, как, например, в жидкости, то они будут перемещаться так, чтобы попасть в объем. При этом форма, которую занимает жидкость меняться, минимизируя площадь поверхности. В невесомости жидкость стремится сформироваться в шар. В условиях гравитации оптимальная форма капли жидкости может быть несферических [24].

Поверхностная энергия - энергия, необходимой для выполнения работы по увеличению площади поверхности на единицу. Измеряется в Дж/м2 или в эрг/см2. По физической сущности поверхностная энергия - это избыточная энергия поверхностного слоя на границе двух фаз, обусловленная разницей межмолекулярных взаимодействий в этих фазах.

Поверхностная энергия в термодинамике, избыток энергии в тонком слое вещества у поверхности соприкосновения тел (фаз) по сравнению с энергией вещества внутри тела. Полная поверхностная энергия складывается из работы образования поверхности, т. е. работы, необходимой для преодоления сил межмолекулярного (или межатомного) взаимодействия при перемещении молекул (атомов) из объёма фазы в поверхностный слой, и теплового эффекта, связанного с этим процессом [25].

Поверхностная энергия играет большую роль в формировании структуры нанокомпозитных материалов, т.к. основное преимущество наночастиц - сочетание большой площади поверхности и малого удельного веса. Поэтому необходимо понимать природу сил взаимодействия поверхности, которая позволяет поддерживать наносостояние. Другими словами, необходимо выявить и понять зависимость поверхностной энергии вещества от его площади поверхности.

Доля поверхностных атомов может достигать нескольких десятков процентов; кроме того, развитая поверхность оказывает влияние на решеточные и электронные подсистемы частиц, сильно меняя спектры различных элементарных возбуждений, чувствительных к изменению симметрии и граничных условий. Для наносистем закономерно ожидать резкого возрастания доли именно поверхностной энергии в полном термодинамическом потенциале системы.

Современными учеными проводятся различные эксперименты, позволяющие судить о роли поверхностной энергии в наноразмерных кристаллических объектах [26]. Итогом их исследованием стал вывод о том, что роль поверхностной энергии для наноразмерных систем оказывается гораздо более существенной, чем для массивных объектов, свойства которых определяются в основном объемными вкладами в термодинамический потенциал. Для наночастиц величина поверхностного вклада сравнима по величине с объемным вкладом в энергию системы, что обуславливает уникальные свойства подобных объектов, в частности, описанные в работе размерные эффекты. Особенно интересной является возможность существования состоянием системы с отрицательной поверхностной энергией. Очевидно, что такое состояние системы является, заведомо, нестабильным. При этом можно ожидать резкого изменения адгезионных, структурных и поверхностных свойств вещества [27].

При проведении экспериментов с наночастицами нельзя забывать об окислении если не самих нанокомпозитов то хотя бы внешних слоев, что практически неизбежно. Вопрос об окислении наночастиц представляет собой часть более общей проблемы реакционной способности наночастиц и её количественного сравнения с реакционной способностью соответствующих компактных материалов. Целенаправленных исследований в этом направлении практически нет, имеются лишь отдельные случайные наблюдения.

1.2 Применение наночастиц серебра

Наночастицы не разрушаются при действии длительного облучения. Это их свойство нашло широкое применение в сфере изучения различных биологических процессов и природы явлений. Поэтому, наночастицы могут быть использованы для постоянного контроля динамики процессов в клетках живых организмов от недели до месяца. Одним из наиболее важных направлений, в области применения биомаркеров, является их использование для поиска средств для диагностики рака. Когда наночастицы серебра объединяются с раковыми антителами, раковые клетки становятся «мечеными» и каждая клетка может быть обнаружена с помощью обычного микроскопа, благодаря «усилению» их свойств.

Типичные наночастицы серебра имеют размеры 25 нм. Они имеют чрезвычайно большую удельную площадь поверхности, что увеличивает область контакта серебра с бактериями или вирусами, значительно улучшая его бактерицидные действия. Таким образом, применение серебра в виде наночастиц позволяет в сотни раз снизить концентрацию серебра с сохранением всех бактерицидных свойств. Бактерицидная добавка на основе наночастиц серебра является одним из последних достижений отечественной науки в области нанобиотехнологий.

После длительного использования, терапевтическая ценность синтетических антибиотиков уменьшилась из - за появления устойчивых к ним микроорганизмов. Развитие сопротивляемости микроорганизмов к антибиотикам может произойти из - за непосредственной мутации микроорганизма, а также из - за приобретения частей ДНК от других организмов. Уже на протяжении тысячелетий бактерии и вирусы не способны выработать «иммунитет» к серебру. В то время как серебро полностью безопасно для млекопитающих (в том числе человека), рептилий, растений и всех других живых существ, имеющих многоклеточное строение.

В связи со способностью особым образом модифицированных наночастиц серебра длительное время сохранять биоцидные свойства, рационально использовать наносеребро не в качестве дезинфицирующих средств частого применения, а добавлять в краски, лаки и другие материалы, что позволяет экономить деньги, время и трудозатраты [28].

1.2.1 Применение наночастиц серебра в медицине

В последнее время медицина все чаще рассматривается как одна из наиболее перспективных областей применения нанотехнологий [29]. Сегодня можно констатировать появление нового направления медицинской науки - наномедицины. С ней связывают такие уникальные вещи, как:

- лаборатории на чипе;

- адресная доставка лекарств к пораженным клеткам;

- диагностика заболеваний с помощью квантовых точек;

- новые бактерицидные и противовирусные средства;

- нанороботы для ремонта поврежденных клеток и многое другое.

Официально наномедицину определяют как «область применения макромолекул и наночастиц для диагностики и лечения болезней, а также репарации (восстановления) поврежденных тканей».

Веками человек искал волшебное средство для избавления от многочисленных болезней и ран. Многие современные исследователи верят, что нанотехнология может стать гигантским шагом человечества к этой цели. Еще одной задачей молекулярной наномедицины [30] является оценка возможного токсического воздействия на организм человека наночастиц или установление его отсутствия. Важно также решить этические проблемы, которые появятся в ходе развития наномедицины. Возможные медицинские достижения, которые станут доступными с помощью нанотехнологии, простираются от диагностики до терапии.

Широкое применение в медицинской практике находят наночастицы благородных металлов, в частности серебра и золота. На рисунке 3 представлены наночастицы серебра.

Рисунок 3 - Наночастицы серебра на подложке

Свойства наночастиц серебра уникальны, для них характерна феноменальная бактерицидная и антивирусная активность [31].В отличие от антибиотиков, убивающих не только вредоносные вирусы, но и пораженные ими клетки, действие наночастиц очень избирательно: они действуют только на вирусы, клетка при этом не повреждается.

Это объясняется тем, что оболочка микроорганизмов состоит из особых белков, которые при поражении наночастицами серебра перестают снабжать бактерию кислородом, поэтому микроорганизм больше не может окислять глюкозу и гибнет, оставшись без источника энергии. Вирусы вообще не имеют никакой оболочки, поэтому погибают сразу. Клетки же человека и животных имеют более «высокотехнологичные» стенки, и наночастицы им не страшны [32].

В Институте нанотехнологий Международного фонда конверсии разработан способ получения наночастиц серебра в коллоидных растворах (коллоидное серебро, наносеребро) и впервые в стране налажено их производство в качестве биоцидного модификатора, а также производство дезинфицирующих средств на их основе для промышленного и бытового применения. Производимая продукция реализуется под маркой «AgБион».

Установлено, что наночастицы серебра являются одним из перспективных дезсредств. Они позволяют бороться не только с такими опасными болезнями, как СПИД, легионеллёз, птичий грипп и другие нетипичные пневмонии, гепатит, туберкулез, но и менее опасными, но широко распространенными и причиняющими большое неудобство людям - сальмонеллёз, кишечные и стафилококковые инфекции (в т.ч. вызываемые кишечной палочкой) и т.д. К действию любого антибиотика микроорганизмы приспосабливаются за 7 - 10 лет. В то же время не обнаружено ни одного случая, когда бы микроорганизмы приспособились к действию наночастиц серебра, поскольку они атакуют микроорганизмы сразу по нескольким направлениям. Наночастицы серебра «AgБион» предназначены:

В качестве дезсредства - для дезинфекции помещений, предметов обстановки, оборудования и т.д.

В качестве модификатора - как биоцидная добавка для создания и производства различных материалов и продукции санитарно - гигиенического назначения с биоцидными (в т.ч. антимикробными, противовирусными, противогрибковыми) свойствами.

На рисунке 4 представлен препарат «AgБион»на основе наночастиц серебра. Наночастицы серебра «AgБион» могут использоваться в качестве дезинфицирующего средства, отвечающего самым высоким современным требованиям. В Институте также разработан ряд технологий, позволяющих модифицировать традиционные материалы наночастицами серебра (НЧС) с целью придания им биоцидных свойств.

Рисунок 4 - Препарат «AgБион» на основе наночастиц серебра

Достоинства препаратов "AgБион":

обладают высокой антимикробной активностью, в т.ч. способны подавлять наиболее адаптированные к внешним воздействиям микроорганизмы (или их видоизмененные формы);

имеют полный спектр антимикробного действия (бактерии, вирусы, грибы) и подавления патогенной микрофлоры (споры);

не оказывают деструктирующего влияния на материалы обрабатываемых изделий;

не содержат хлорсодержащих компонентов;

обеспечивают безопасность здоровья персонала и пациентов при рекомендуемых режимах обработки;

экологически безопасны - не загрязняют окружающую среду вредными химическими соединениями.

На основе наночастиц серебра «AgБион» Концерн «Наноиндустрия» наладил выпуск дезсредств нового поколения. Эта продукция предназначена для защиты здоровья людей и животных.

1.2.2 Терапия в медицине с наночастицами серебра

В области терапии наиболее существенным результатом применения наночастиц серебра является решение проблем доставки препаратов и регенерации тканей. Наночастицы серебра позволят врачам:

доставлять лекарство точно к месту болезни, увеличивая эффективность и сводя к минимуму побочные эффекты;

обеспечить возможности для контролируемого вывода терапевтических веществ и их метаболитов (продуктов превращения лекарств в ходе естественных процессов обмена веществ в организме);

могут использоваться для стимулирования врожденных механизмов иммунитета и регенерации (основное внимание здесь сосредоточено на искусственной активации и управлении взрослыми стволовыми клетками).

Aктивно проводятся работы по созданию нанокапсул и наносфер для целенаправленной доставки лекарственных препаратов в организме человека (онкологическая, противогепатитная и анти - ВИЧ - терапия). Лекарства, содержащиеся внутри наночастиц серебра, размер которых в 70 раз меньше, чем красные кровяные тельца, переносятся с током крови к определенному органу, где происходит пролонгированное (постепенное) выделение препарата. Для достижения эффективности лекарства необходимо, чтобы его молекулы попали к нужным клеткам: антидепрессанты - в мозг, противовоспалительные средства - в места воспалений, противоопухолевые препараты - в опухоль и т.д. Способность молекул вещества поступать в теле пациента туда, где они необходимы, называется биологической усвояемостью. Биологическая усвояемость - камень преткновения всей современной фармацевтики.

Сегодня ведутся активные работы по адресной доставке лекарств, которые будут точно попадать в цель, не повреждая других органов. Для доставки лекарственных веществ непосредственно в больные органы и ткани могут быть использованы полимерные наноразмерные капсулы. В настоящее время получены нанокапсулы со средним диаметром от 10 до 5000 нм, включающие матрицу из воска или текстильного волокна и активного вещества.

Указанная структура позволяет обеспечить стабильное выделение лекарства в течение длительного периода и, если в дендримеры будут встроены миниатюрные датчики, постоянный контроль состояния пациента, позволяющий регулировать поступление лекарства.

Одним из направлений развития нанохимии [33] является криохимия. Криохимические методы открывают новые возможности для получения и производства лекарственных препаратов. Биофармацевтическая и терапевтическая активность лекарств зависит от их полиморфной модификации, молекулярной организации, структурной упорядоченности, размера и формы частиц. В настоящее время нанохимия занимается получением структурно -модифицированных (видоизмененных) лекарственных средств. При исследовании различных органических соединений установлено, что в низкотемпературных конденсатах формируются особые неравновесные состояния, на основе которых предложены новые способы производства лекарственных препаратов. Низкие температуры (криомодификация лекарств) позволяют обойтись без использования растворителей и исключают загрязнение окружающей среды.

Наночастицы способны повышать качество имплантантов- биосовместимость, механическую прочность, срок службы (например, для искусственных клапанов сердца).

.2.3 Применение ультразвука в терапии и хирургии

Давно известно, что ультразвук, действуя на ткани, вызывает в них биологические изменения. Интерес к изучению этой проблемы обусловлен, с одной стороны, естественным опасением, связанным с возможным риском применения ультразвуковых диагностических систем для визуализации, а с другой - возможностью вызвать изменения в тканях для достижения терапевтического эффекта.

Терапевтический ультразвук может быть условно разделен на ультразвук низких и высоких интенсивностей. Основная задача применения ультразвука низких интенсивностей - не повреждающей нагрев или какие - либо нетепловые эффекты, а также стимуляция и ускорение нормальных физиологических реакций при лечении повреждений. При более высоких интенсивностях основная цель - вызвать управляемое избирательное разрушение в тканях.

Первое направление включает в себя большинство применений ультразвука в физиотерапии и некоторые виды терапии рака, второе - ультразвуковую хирургию[34].

1.2.4 Применение наначастиц серебра в биологии

Применение в биологии [35] наночастиц серебра, в настоящее время широко изучается и достаточно высока в отношении различных видов микроорганизмов. Одним из направлений практического использования наночастиц серебра является местное применение, в том числе в лечении и профилактике гнойной инфекции. К числу основных возбудителей последней относится Pseudomonasaeruginosa [36], которая имеет особое значение при внутрибольничных инфекциях благодаря широкому распространению в окружающей среде и способности быстро колонизировать ее объекты с формированием биопленок, а также Escherichiacoli. Данные виды относятся к грамотрицательным бактериям, имеющим в клеточной стенке липополисахаридный компонент, затрудняющий проникновение в клетку ряда веществ, в том числе некоторых антибиотиков. К тому же псевдомонады обладают природной устойчивостью ко многим липофильным антибиотикам (тетрациклинам, хлорамфениколу, ряду фторированных хинолонов) и способны образовывать внеклеточную слизь, которая может служить дополнительным механизмом переживания воздействия неблагоприятных факторов, среди которых нельзя исключить и наночастицы серебра. В формировании биопленки как в условиях макроорганизма, так и вне его одним из стартовых механизмов является адгезия, поэтому возможность прерывания или замедления развития этого процесса под воздействием наночастиц серебра имеет теоретическое и практическое значение.

1.3 Этиология гнойно - воспалительных заболеваний

Постоянное взаимодействие организма животного с внешней средой определяет состояние функций его органов и систем. При воздействии неблагоприятных условий внешней среды или чрезмерно сильных раздражителей развивается реакция, нарушающая корреляцию физиологических функций, что характерно для состояния, называемого болезнью. Различные формы хирургической инфекции являются результатом резко выраженных форм взаимодействия организма животного и микроорганизмов. Чем больше доза и выше вирулентность проникших в организм микробов и чем слабее его защитные силы, тем больше вероятность заболевания. Наоборот, чем сильнее организм, его иммунобиологические возможности и меньше доза, вирулентность микрофлоры, тем меньше опасность развития инфекции. Уменьшение количества случаев гнойных хирургических инфекций, в основном, зависит от повышения иммунобиологических сил организма, уменьшения загрязнения покровов и слизистых оболочек микрофлорой, а также от своевременной хирургической обработки повреждений.

Гнойные процессы вызываются разнообразными микробами: стафилококками, стрептококками, кишечной палочкой, пневмококками, гонококками, синегнойной палочкой и др. Нередко возбудителем гнойного воспаления бывает комбинация микроорганизмов.

Многочисленными авторами в современных условиях признается ведущая роль стафилококков в структуре возбудителей гнойных воспалительных заболеваний. Наиболее часто гнойные процессы вызываются различными видами стафилококков (золотистый, белый и др.), которые широко распространены в природе, развиваются в аэробных условиях, но могут существовать и в анаэробных. Большое количество стафилококков находится на окружающих предметах, что создает условия для инфицирования всякой случайной, даже небольшой ранки, царапины и пр. Стафилококки стойки к химическим и термическим воздействиям. Их жизнедеятельность связана с выделением токсинов, разрушающих форменные элементы крови и ферменты, коагулирующие и разрушающие белки. Вирулентность стафилококков в гное резко повышается, чем объясняется особая опасность заражения ран гнойным отделяемым. Стафилококки чаще вызывают местные процессы; при развитии же общей гнойной стафилококковой инфекции она обычно протекает с метастазами.

Стрептококки также часто служат причиной гнойных процессов. Они широко распространены в природе, не гибнут при высыхании. Большинство стрептококков - аэробы, но есть и анаэробные виды. Вирулентность стрептококков резко повышается в животном организме. Для стрептококков характерна локализация вызванных ими процессов, преимущественно на серозных оболочках, но нередки и другие локализации. Воспаление, развивающееся при внедрении стрептококков, носит серозный характер. Эти бактерии визируют белки и служат причиной как общих, так и местных гнойных процессов. При развитии общей стрептококковой инфекции она редко протекает с метастазами и сопровождается тяжелой гнойной интоксикацией.

1.3.1 Этиология и патогенез абсцессов <#"justify">Чаще возбудителями инфекции при абсцессах являются стрептококки, стафилококки, кишечная палочка, протей и другие. Возможно наличие смешанной микрофлоры. Из типичных микроорганизмов выявляют анаэробов, клостридий, бактероидов.

В ряде случаев гной, который получен при вскрытии абсцесса, не выявляет наличия микроорганизмов. Часто это говорит об типичном возбудителе, который не растет на обычных питательных средах. Также отсутствие роста возможно на фоне использования антибактериальной терапии.

Пути проникновения микробов и развития абсцессов многочисленны: повреждения кожи (микротравмы), распространение инфекции от первичного очага (инфекционного артрита), нагноение гематомы, кисты, погрешности при введении лекарственных препаратов и выполнении хирургических манипуляций. Например, при введении концентрированных растворов лекарственных препаратов, вакцин и анатоксинов может возникнуть асептический некроз с последующим инфицированием и образованием абсцесса.

При абсцессах любой этиологии пораженные ткани подвергаются гнойному расплавлению с образованием полости. Характерной особенностью абсцесса, отличающей его от других видов воспаления (эмпиемы, флегмоны) является наличие капсулы (пиогенной мембраны) - внутренней стенки гнойной полости, отграничивающей воспаление от здоровых тканей (нормальная защитная реакция организма). Капсула образована грануляционной тканью, она не дает гнойно - некротическому процессу распространяться, и продуцирует экссудат.

Исходом абсцессов может быть их самостоятельное вскрытие. При этом, поверхностно расположенные абсцессы, как правило, открываются на поверхности кожи (при абсцессах в подкожной клетчатке, парапроктите, мастите). Если процесс локализуется глубоко, то он может прорываться в закрытые полости (полость сустава, брюшную, грудную), в просвет полых органов (органы желудочно-кишечного тракта, бронхи, мочевой пузырь и другие). Как правило, после вскрытия абсцесса самочувствие больного несколько улучшается, температура может снижаться, уменьшаются воспалительные изменения в анализах. При хорошем иммунном ответе, инфекционный процесс на этом может завершаться: полость абсцесса уменьшается в размерах, спадается и образуется рубец. Если полость опорожнилась не полностью, то процесс может стать хроническим с образованием свища. Прорыв абсцесса в закрытую полость может вести к образованию нового очага воспаления (перитонит, плеврит, менингит и прочие).

2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА

2.1 Хемилюминесценция

Впервые применение меченых антител в иммуноанализе описали Мiles и Hales в 1968 году. Они показали, что иммунорадиометрические методы, использующие в качестве меток радиоактивные изотопы, должны обеспечить повышение чувствительности и специфичности. Это положило начало интенсивным исследованиям и последующему широкому применению радиоиммуноанализа (РИА) в лабораторной практике. Высокая чувствительность и селективность РИА всем известны, однако, очевидны и его недостатки. Прежде всего - радиоактивность и проблема захоронения отходов. Кроме того, в РИА усложнена стандартизация, так как срок годности наборов зависит от периода полураспада. Это объясняет развитие широкого спектра альтернативных методов, не требующих радиоактивных изотопов и использующих различные физические принципы количественного определения метки.

Хемилюминесценция - это процесс излучения фотонов при переходе электронно- возбужденных продуктов окислительных химических реакций в исходное энергетическое состояние [37]. В таких реакциях выделяется значительное количество энергии и квантовый выход излучаемого света достаточно высок.

Из всех неизотопных методов хемилюминесценция обеспечивает наиболее высокую чувствительность. Для иммунометрических методов чувствительность хемилюминесценции на порядки превосходит чувствительность радиоиммуноанализа.

Математическая модель Экинса (Ekins) позволяет рассмотреть влияние на чувствительность анализа двух переменных: специфической активности меченых антител и неспецифического связывания. При специфической активности, стремящейся к бесконечности, и неспецифическом связывании, стремящемся к нулю, чувствительность метода достигает одной молекулы. Конечно, чувствительность на уровне одной молекулы имеет только теоретический интерес. На практике же важно то, что эта математическая модель определяет основные направления, в которых надо двигаться для достижения максимальной чувствительности: максимальная специфическая активность и минимальное неспецифическое связывание.

В системах с избытком меченых антител чувствительность метода лимитируется удельной активностью меченого реагента: меченые антитела при содержании 125 I, превышающем 1 атом на молекулу белка, обладают значительно меньшей иммунореактивностью. Порог определения 125 I - 10-17 - 10-18 моль.

Некоторые неизотопные метки обеспечивают большую удельную активность, чем 125 I, и следовательно, более высокую чувствительность анализа. Порог определения 10-21 - 10-23 моль. Одной из таких неизотопных меток является фермент щелочная фосфатаза.

В качестве примера применения иммунохемилюминесцентного анализа рассмотрим аналитическую систему IMMULITE (DPC, США). Этот пример особенно интересен тем, что фирма DPC параллельно разрабатывает и производит наборы для РИА, и проводит сравнение этих методов по анализам. В качестве метки в системе IMMULITE используется щелочная фосфатаза. Достигая высокой специфической активности, создатели этого анализатора свели к минимуму неспецифическое связывание за счет применения технологии центрифугированной промывки. Неспецифическое связывание на твердой фазе составляет около 2 молекул на миллион.

После промывки в пробирку вносится хемилюминесцентный субстрат, адамантил диоксетан, который под воздействием щелочной фосфатазы расщепляется, образуя неустойчивое соединение. Переход его в устойчивое состояние происходит с выделением фотонов, световой поток считывается люминометром. Ферментативно - усиленная хемилюминесценция обеспечивает длительное свечение, повышая возможность считывания.

Для чего же используется такая высокая чувствительность? Она необходима тогда, когда особое значение имеет измерение именно низких концентраций ряда аналитов.

В меню анализатора IMMULITE есть тесты ТТГ третьего поколения и ПСА третьего поколения. К настоящему времени известно три поколения ТТГ анализа. В основе разделения лежит функциональная чувствительность теста, которая отличается от его аналитической чувствительности. Функциональная (или клинически применяемая) чувствительность - это минимальная концентрация определяемого вещества, которая может быть измерена с коэффициентом вариации меньше 20 %.

Поколение → Функциональнаячувствительность → Аналитическая чувствительность:

1-2 m IU/mL → 0,5 m IU/mL.

0,1-0,2 m IU/mL → 0,05 m IU/mL.

0,01-0,02 m IU/mL → 0,005 m IU/mL.

Тест ТТГ третьего поколения в анализаторе IMMULITE имеет предел функциональной чувствительности 0,02 mIU/mL.

Работы многих специалистов доказали, что в ряде ситуаций только использование третьего поколения ТТГ может дать необходимую информацию.

Что дает применение 3 поколения ТТГ?

Оптимизация подавляющей терапии. Требуемая степень подавления определяется как спецификой заболевания, так и состоянием пациента. В общем случае к пациентам с дифференцированным раком щитовидной железы применяется агрессивная терапия вследствие риска возникновения метастазов. Подавление доводится до верхнего предела клинической допустимости - до значений ТТГ ниже 0.01 mIU/mL. Однако для оперируемых пациентов и пациентов с доброкачественным узловым или диффузным зобом режим лечения является менее агрессивным: уровни ТТГ поддерживаются в диапазоне от 0.01 до 0.4 mIU/mL. Терапия должна быть тщательно сбалансированной и обеспечивать требуемую степень подавления, и при этом устранять потенциально опасное воздействие ятрогенного гипертиреоза на сердце и печень, а также не провоцировать развитие остеопороза. Только ТТГ 3 - го поколения предоставляет точную и достоверную информацию для оптимизации подавляющей терапии.

Дифференциальная диагностика больных с супергипертиреозом и тяжелыми нетиреоидными заболеваниями, к которым применяется интенсивная медикаментозная терапия, вызывающая подавление ТТГ до уровня 0,01mIU/mL

Исследования показали, что заболевания щитовидной железы подтвердились только в 24 % случаев госпитализации пациентов, у которых анализы, сделанные с помощью 2 - й генерации ТТГ, свидетельствовали о концентрации ТТГ ниже функционального предела. Дополнительные исследования доказали, что в общем случае у больных с супергипертиреозом ТТГ 0.010 mIU/mL и ниже, в то время как у больных с тяжелыми нетиреоидными заболеваниями ТТГ значительно выше - 0.090 - 0.150 mIU/mL

Определение очень низких концентраций ТТГ при оптимизации гормонозаместительной терапии.

Определения субнормального состояния (диапазон 0,01 - 0,4 mIU/mL) тиреоидного статуса.

Тест ПСА третьего поколения также завоевал всеобщее признание как важный инструмент диагностики и постоперационного мониторирования рака предстательной железы.

ПСА третьего поколения используется для:

. Оценки эффективности терапии у пациентов с раком предстательной железы.

. Определения прогрессирования рака после неадекватного лечения.

. Определения развития метастазов после лечения первичной опухоли.

. Скрининг мужчин старше 50 лет для раннего выявления опухоли предстательной железы.

Сравнивая результаты тестов ПСА третьего поколения IMMULITE c результатами исследования системой с меньшей чувствительностью, можно сказать, что при благополучном исходе заболевания чувствительность метода не имела особого значения, тогда как при прогрессировании заболевания у пролеченного больного тест ПСА третьего поколения на 2,5 года раньше показал неблагоприятные изменения. Ранняя диагностика в таких случаях имеет решающее значение, и обеспечивается именно высокой чувствительностью теста.

Таким образом, предлагаемая высокая чувствительность тестов в меню анализатора IMMULITE - это не дань стремлению к теоретическому совершенству, а реальный инструмент для ранней диагностики заболеваний и контроля за адекватностью лечения.

2.1.1 Качественный анализ

Качественный анализ объектов исследования проводят путем сравнения полученного спектра флуоресценции образца с наиболее характеристическими пиками, обычно Kα или Kβ излучения с табулированными значениями этих величин в соответствующем атласе спектральных линий ряда известных элементов. Практика проведения качественного анализа состоит либов сканировании спектра вторичного излучения в широком максимально возможном для данного прибора диапазоне длин волн, свыделением характеристических линий элементов, содержащихся в пробе, либо с целью проверки наличия конкретного вещества в пробе, проводят дискретное сканирование, ограниченное областью длин волн вторичного излучения искомого элемента [38]. В зависимости от поставленной задачи в программе «Качественный анализ» или должен быть выставлен диапазон длин волн, характерный для присутствия искомого элемента, или сканируют в диапазоне всех длин волн, определенных возможностями прибора, для определения всех возможных элементов находящихся в пробе после сравнения с атласом спектральных линий. Возможно программное определение качественного элементного состава пробы. Дополнительно оператор кроме диапазона длин волн должен установить шаг сканирования (или установить характеристическую длину волны вторичного излучения для анализа одного элемента), порядок отражения и время экспозиции.

2.1.2 Количественный анализ

Количественный анализ служит для точной оценки состава пробы. Все виды количественного анализа основаны на том, что существует функциональная зависимость между измеренной интенсивностью аналитической линии и концентрацией соответствующего элемента в образце. Высокая концентрация элемента в пробе обуславливает образование большого количества вторичных квантов излучения, имеющих энергию соответствующую этому элементу [39]. Измерением интенсивности нескольких образцов с известной, но разной концентрацией определяемых элементов (эталонных образцов), определяют для каждого анализируемого элемента функциональную зависимость. Она может быть выражена, как в аналитическом (градуировочное уравнение), так и в графическом (градуировочный график) виде. Градуировочное уравнение в общем виде записывается выражением:

C(x) = +T(x),(2)

где A0 - коэффициент, характеризующий величину фоновой «подстановки» под аналитической линией. При нулевой концентрации элемента Х в пробе она не равна нулю;1 - концентрационная чувствительность (определяется углом наклона калибровочного графика и показывает удельное изменение величины аналитического сигнала при изменении концентрации элемента в пробе).(x),- интенсивность аналитической линии.

Практика работы показывает, что в ряде случаев градуировочное уравнение не является линейным. Отклонение от линейности связано с фактором межэлементного влияния и эффектом матрицы. Межэлементное влияние обусловлено наличием в образце других элементов (Y,Z и др.), изменяющих (увеличивающих или уменьшающих) интенсивность вторичного излучения определяемого элемента X. В случае поглощения вторичного излучения определяемого элемента материалом образца интенсивность излучения уменьшается. Степень снижения интенсивности аналитического сигнала при определении элемента X может быть разной в зависимости от компонентного состава примесей и их содержания в пробе. С увеличением атомного номера примесных ионов вероятность поглощения кванта определяемого иона возрастает. В случае, если энергия флуоресцентного кванта элемента примеси (Y) превышает потенциал возбуждения определяемого элемента (X) и находится вблизи соответствующего края поглощения, то происходит процесс «подвозбуждения», т.е. более активный квант примеси увеличивает квантовый выход определяемого элемента, не пропорционально его содержанию в образце.

Действие двух противоположно направленных процессов обуславливает положительную или отрицательную ошибку определения с неоднозначной оценкой содержания определяемого элемента. Взаимное влияние указанных процессов, происходящих при рентгенофлуоресцентном анализе, отражается на градуировочном уравнении, которое имеет вид:

C(x) = A0+A1·Ī(x)+A2·Ī(y)·Īx,(3)

где Ī (х) - интенсивность аналитической линии влияющий на квантовый выход элемента Y.

Отсутствие линейности функции может быть откорректировано использованием вторичной градуировки эталонов для анализа элемента X, содержащие все элементы влияния на его определение в максимально возможном их сочетании при изменяющихся концентрациях. В этом случае калибровочный график анализа определяемого элемента будет адекватно отражать его концентрацию в пробах. Особенностью образцов для РФА могут быть предоставлены различными поправками в уравнении с учетом приоритетных процессов.

Важнейшие из них - эмпирические методы внешнего и внутреннего стандарта, использование фона рассеянного первичного измерения и метод разбавления.

В методе внешнего стандарта неизвестную концентрацию элемента Ci определяют путем сравнения интенсивности Ti с аналогическими Tст стандартных образцов, для которых известны значения концентраций Cст определяемого элемента. При этом:

i = Cст Ti / Tст.(4)

Метод позволяет учесть поправки, связанные с аппаратурой, однако для точного учета влияния матрицы стандартный образец должен быть близок по составу к анализируемому.

В методе внутреннего стандарта к анализируемому образцу добавляют некоторое количество ΔCi определяемого элемента, что приводит к росту интенсивности ΔTi. В этом случае:

Ci = TiΔСi / ΔTi.(5)

Метод эффективен при анализе материалов сложного состава, но предъявляет особые требования к подготовке образцов с добавкой. Использование рассеянного первичного излучения основано на том, что в этом случае отношение интенсивности флуоресценции Ti определяемого элемента к интенсивности фона Tф зависит в основном от Ci и мало зависит от концентрации других элементов.

В методе разбавления к изучаемому образцу добавляют большие количества слабого поглотителя или малые количества сильного поглотителя. Эти добавки должны уменьшить эффект матрицы. Метод разбавления эффективен при анализе водных растворов и сложных по составу образцов, когда метод внутреннего стандарта неприменим. Существуют также модели корректировки измеренной интенсивности Ti на основе интенсивности Tj или концентраций Cj других элементов. Например, величину Ci представляют в виде:

Сj = Аio + Аi1·Ti + Аi2·T2i + Σаij·Tj + Σbij·Tj + Σdij·T2.(6)


2.1.3 Собственное свечение клеток и тканей животных

Отечественный ученый А.Г. Гурвич был первым, кто указал на существование собственного слабого свечения клеток животных и растений, названного им «митогенетическими лучами». Согласно А.Г. Гурвичу, митогенетические лучи - это очень слабое ультрафиолетовое излучение клеток, которое индуцирует деление окружающих клеток [40]. Хотя сам А.Г. Гурвич использовал для обнаружения лучей только "биологический детектор", то есть разные делящиеся клетки, его последователи в России [Родионов С., и Франк Г.М., 1934] и за рубежом [Aubert R., 1938] разработали физический детектор излучения: газоразрядный счетчик фотонов с кварцевым окном, прозрачным для УФ - лучей.

С помощью счетчика фотонов было изучено свечение в ходе ряда окислительно-восстановительных реакций, а также свечение биологических объектов, таких как суспензия дрожжевых клеток, проростки растений и даже нервно-мышечный препарат. Развития эта техника, однако, не получила из-за неустойчивой работы газоразрядных счетчиков и плохой воспроизводимости результатов.

В 1952 г. А. Стрелер создал высокочувствительный прибор для счета фотонов на основе фотоэлектронного фотоумножителя (ФЭУ), охлаждаемого жидким азотом, и применил его для изучения послесвечения зеленых листьев. В 1956 году группа итальянских авторов использовала сходную технику для изучения свечения проростков растений. Сверхслабое свечение животных клеток и тканей было изучено в работах. Также с помощью фотоумножителя, охлаждаемого жидким азотом. В настоящее время созданы высокочувствительные малошумящие ФЭУ, позволяющие без охлаждения регистрировать слабое собственное свечение клеток и тканей растений и животных [41].

В настоящее время слабое свечение удается изучать не только с растворах или суспензиях клеток, но и на целых органах в составе организма. На рисунке 4 изображен аппаратурный комплекс, применяемый для измерения собственного свечения тканей животного, например, печени или легкого.

Наиболее важные части комплекса - это совершенно непроницаемый для света ящик, в который помещают лабораторное животное, например крысу, и высокочувствительный приемник света - фотоумножитель, соединенный через усилитель и другие промежуточные устройства с самопишущим потенциометром или же персональным компьютером.

Рисунок 5 - Измерение собственного свечения органов лабораторного животного (в данном случае - крысы)

2.2 Получение наночастиц серебра методом химического восстановления в растворах

Наночастицы серебра в водных растворах [42]. получают путем восстановления ионов серебра с помощью глюкозы, аскорбиновой кислоты, гидразина, боргидрида натрия и других восстановителей. Реакцию восстановления проводят в различных условиях. Восстановление глюкозой проводят при нагревании до 600С. Для увеличения скорости протекания реакции используют гидроксид натрия. Полученные частицы исследуют различными способами: методом рентгеновской дифракции (XRD), методом трансмиссионной электронной микроскопии (TEM), а также проводились исследования на спектрофотометре. Исследования показали, что в ходе восстановления в водных растворах были получены частицы размером 10 - 20нм, λ = 1.5418 A0.

К способам управления размерами наночастиц, применяемым в научной практике, относятся: использование полимерных матриц, позволяющих управлять размерами нанокластеров, полимерной защиты; физические методы управления размерами (обработка ультразвуком, облучение рентгеновским излучением и использование токов высокой чистоты). Так, использование боргидрида натрия при восстановлении позволяет в большинстве случаев получить наночастицы серебра с узким распределением по размерам в пределах 2 - 8нм. Восстановление более мягким восстановителем, таким как гидразин, приводит к образованию более крупных наночастиц металлов с размерами 15 - 30 нм. При варьировании условий восстановления возможно получение практически монодисперсных наночастиц. Строение и размер продукта в большой степени зависит от условий реакции таких как температура и концентрация нитрата серебра. Например, когда температура понижается до 1200 или увеличивается до 1900, в полученном продукте доминируют наночастицы с нерегулярной структурой (формой). Начальная концентрация нитрата серебра должна быть не больше 0.1М, в противном случае будет выпадать в виде осадка металлическое серебро. Наночастицы серебра с различными размерами могут быть получены в результате увеличения времени проведения реакции.

Для исследования влияния рН на устойчивость водных коллоидных растворов, раствор нитрата серебра был предварительно обработан и его значение рН установлено по растворам NaOH и HCl. Процесс восстановления серебра шел замедленно в сильнокислых (рН 1.5) и в основных (рН 12.5) условиях. Коллоидный раствор в щелочной среде сохраняет устойчивость в течении больше, чем 2 недели без образования осадка. В то время как в кислотных условиях подобная стабильность не наблюдается, образовавшиеся агригаты сохраняются лишь в течении 5 дней при рН 1.5.

Также известны способы получения наночастиц серебра в неводных средах. Наночастицы серебра с фиксированным размером были синтезированы с помощью модифицированного высокомолекулярного процесса, который предполагает восстановление нитрата серебра с этиленгликолем в присутствии стабилизаторов, таких как поливинилпирролидон [43]. Несмотря на то, что принцип селективности для этих систем еще не полностью изучен, предполагают, что селективная адсорбция ПВП на различных кристаллографических плоскостях серебра определяет морфологию продукта.

Оптические измерения коллоидных наночастиц серебра в этаноле показывают единственный максимум при длине волны 395 нм, который связан с поверхностным плазменным резонансом. Это и соответствует сферическим наночастицам серебра размером 5 - 8 нм. Наблюдался процесс разрушения наночастиц при прохождении через энергетический барьер: должно накопиться необходимое для разрушения наночастиц количество энергии и, одновременно, проникнуть в запрещенную энергетическую зону и индуцировать многофотонный процесс.

2.3 Получение наночастиц серебра методом фотолиза

Процесс фотолиза, с помощью лазерного возбуждения, также может быть использован для получения наночастиц серебра в коллоидных растворах. Камат [46] в своей работе предполагал, что в процессе фотолиза наночастицы серебра теряют электроны за счет фотоэжекции, образуя переходное состояние, которое предшествует окончательному разделению больших частиц. Таками считал, что уменьшение размера частиц наблюдается после облучения нановторичными Nd:YAG лазерными импульсами. Это объясняется частичным нагревом, плавлением и испарением поверхностного слоя. Моханти [44] предполагал, что лазерное облучение разбивает наночастицы серебра на мельчайшие фрагменты, которые снова образуют частицы новых размеров. Таким образом, основным способом контроля размера образующихся наночастиц является облучение.

2.4 Получение наночастиц серебра с помощью лазерного излучения

В последние несколько лет для получения коллоидных частиц металлов использовалось лазерное облучение. Для элементов, в первых работах Мафуна [45], было показано, что получение наночастиц с помощью лазера, может быть выполнено в растворах, эта возможность используется металлическими коллоидными частицами, без учета ионов в конце процесса образования наночастиц. Изучается возможность расширения этого процесса для большего числа различных растворителей отличных от воды, что было представлено в работах Амондола [46], который предложил способ контролирования металлических кластерных соединений за счет переизлучения, мониторинга результатов с помощью исследования оптических свойств. Совсем недавно исследовалось прямое влияние лазерного излечения на золото - серебряную коллоидную смесь, что дало новые способы получения сплавов наночастиц.

Контроль размера, формы и структуры металлических наночастиц технологически важны из - за сильных корреляций между этими параметрами и оптическими, электрическими и кристаллическими свойствами.

2.5 Просвечивающая электронная микроскопия

Просвечивающая электронная микроскопия дает возможность получить в одном эксперименте изображения с высоким разрешением и микродифракционные картины одного и того же участка образца. Современные просвечивающие электронные микроскопы обеспечивают разрешение до 0,1 нм и размер участка, с которого снимается микродифракционная картина - до 50 нм. По полученному изображению можно судить о строении материала, а по дифракционной картине - о типе кристаллической решетки.

Как известно, в дифракционной картине от периодических структур имеются максимумы (рефлексы) различного порядка: нулевого, первого, второго и т.д. в зависимости от угла, отсчитанного от нерассеявшегося пучка, и периодичности структуры. Электронные микрофотографии получают в условиях, когда апертурная диафрагма вырезает из общего потока только центральный пучок (дифракционный максимум нулевого порядка). Они могут дать сведения о размерах и форме отдельных зерен, фаз и других структурных единиц.

Информация другого рода содержится в электронограмме - дифракционной картине, получаемой при пропускании максимумов более высокого порядка (при большей апертуре диафрагмы). После соответствующей обработки по ней можно судить о типе кристаллической решетки, межплоскостных расстояниях, ориентации кристаллитов и др.

Небольшие изменения в оптической системе ПЭМ позволяют наблюдать объект, как в светлом, так и в темном поле (подобно оптической микроскопии).

Существует три разновидности метода просвечивающей электронной микроскопии: прямой, полупрямой и косвенный.

Прямой метод дает наиболее полную информацию о структуре объекта, которым служит тонкая металлическая пленка (фольга) прозрачная или полупрозрачная для электронов. При исследованиях по этому методу удается различать отдельные дислокации и их скопления. Этим методом можно проводить и микродифракционный анализ. В зависимости от состава материала в зоне изучения получают диаграммы в виде точек (монокристаллы, или поликристаллы с зерном больше зоны исследования), сплошные или состоящие из отдельных рефлексов (очень мелкие кристаллики в зернах или несколько малых зерен). Расчет этих диаграмм аналогичен расчету рентгеновских дебаеграмм. С помощью микродифракционного анализа можно также определять ориентировки кристаллов и разориентировки зерен и субзерен. Просвечивающие электронные микроскопы с очень узким лучом позволяют по спектру энергетических потерь электронов прошедших через изучаемый объект, проводить локальный химический анализ материала, в том числе анализ на легкие элементы (бор, углерод, кислород, азот).

Косвенный метод связан с исследованием не самого материала, а тонких реплик, получаемых с поверхности образца. Изготовление реплик проводят либо путем напыления в вакууме на поверхность образца пленки углерода, кварца, титана или других веществ, которую можно потом отделить от образца, либо используют легко отделяемые оксидные пленки (например, для меди), получаемые оксидированием поверхности.

Полупрямой метод иногда применяют при исследовании гетерофазных сплавов. В этом случае основную фазу (матрицу) изучают с помощью реплик (косвенный метод), а частицы, извлеченные из матрицы в реплику, исследуют прямым методом, в том числе и с помощью микродифракции. При этом методе реплика перед отделением разрезается на мелкие квадратики, а затем образец протравливают по режиму, обеспечивающему растворение материала матрицы и сохранение частиц других фаз. Травление проводят до полного отделения пленки - реплики от основы. Особенно удобен метод при изучении мелкодисперсных фаз в матрице при малой объемной их доле. Отсутствие у реплики собственной структуры позволяет исследовать дифракционные картины от частиц. При прямом методе такие картины выявить и отделить от картины для матрицы очень сложно.

2.6 Растровая электронная микроскопия (РЭМ)

В основе работы микроскопа лежит принцип сканирования исследуемой поверхности тонким электронным зондом.

В результате взаимодействия зонда с веществом образуются разные токи, которые улавливаются соответствующими приёмниками и преобразуются в видеосигнал. Полученный видеосигнал поступаёт на телевизионный тракт, где он усиливается, преобразуется в телевизионный сигнал с последующим воспроизведением изображением на экране кинескопа видеоконтрольного устройства .

Тонкий электронный зонд на поверхности исследуемого образца формируется электронной оптической системой микроскопа которая включает в себя:

источник электронов - электронная пушка;

две формирующие электромагнитные линзы - конденсор и объектив;

стигматор;

отклоняющая система.

Трехэлектродная электронная пушка состоит из «V» образного катода прямого накала, управляющего электрода и анода. Анод пушки заземлен, а к катоду приложено ускоряющее напряжение отрицательной полярности. На управляющий электрод, подается отрицательное (относительно катода) напряжение смещения, которое позволяет регулировать ток пучка, выходящего из пушки, Напряжение смещения образуется в результате протекания тока эмиссии катода по сопротивлению смещения. Известно два режима работы пушки: режим насыщения и режим пространственного заряда:

В режиме насыщения эмитированного с катода электроны непосредственно используются для формирования пучка. В этом режиме пучок имеет структуру, определяемую неоднородностями эмиссии с катода. Эти неоднородности видны на контрольном экране в виде расходящихся полос. Вызываются они структурой вольфрамовой проволоки, образовавшейся в процессе изготовления. Режим насыщения образуется при недостаточной эмиссии катода (т.е. при недостаточном токе накала) и малом (по абсолютной величине) напряжении смещения. Этому может также способствовать слишком большая длина катода, в результате чего его вершина входит внутрь отверстия управляющего электрода.

В режиме пространственного заряда перед катодом образуется электронное облачко пространственного заряда, которое и является непосредственным источником. В облаке происходит усреднение электронов, эмитированных различными участками катода, поэтому электронный пучок не несет на себе следов структуры самого катода.

Рабочим режимом пушки является режим пространственного заряда. Переход от режима насыщения к режиму пространственного заряда осуществляется путем увеличения тока накала или увеличением (по абсолютной величине) напряжения отрицательного смещения. Ток накала должен устанавливаться таким, чтобы дальнейшее его увеличение не вызывало повышение яркости пятна на экране. С течением времени происходит испарение материала катода, его диаметр уменьшается и для поддержания неизменной температуры катода следует несколько снижать ток накала по сравнению с первоначальным. Это способствует увеличению срока службы катода. В рабочем режиме распределение температуры по длине катода сказывается резко неравномерным. Концы катода охлаждаются держателями, а на вершине катода происходит некоторое снижение температуры за счет отбора эмитированных электронов. Поэтому наиболее высокая температура образуется на боковых участках катода, на расстоянии, примерно, 1/3 от его вершины. В этих местах охлаждающее действие держателей не сказывается, а ток эмиссии не отбирается.

Здесь в результате наиболее интенсивного термического испарения и происходит, как правило, перегорание катода. Если перегорание катода происходит на вершине, это свидетельствует обычно о неправильном режиме работы пушки или чаще всего плохом вакууме в колоне микроскопа. В условиях плохого вакуума происходит интенсивное разрушение вершины катода положительными ионами остаточного газа.

При работе пушки с небольшим (по абсолютной величине) напряжением смещения удается получить более интенсивный электронный пучок и, следовательно, более контрастное изображение. Но при этом получения режима пространственного заряда приходится сильнее накаливать катод, что приводит к сокращению срока его службы. Поэтому, когда это возможно, особенно при работе микроскопа с небольшими увеличениями целесообразно увеличивать напряжение смещения и снижать ток накала, что поможет увеличить срок службы катода.

Если ток накала или напряжение смещения становятся недостаточными, катод приобретает собственную структуру с несколькими максимумами интенсивности, а изображение исследуемого объекта на экране кинескопа становится многоконтурным или размазанным.

Электронный пучок выходящий из пушки, имеет форму слабо расходящегося конуса, вершина которого, кроссовер, лежит между анодом и управляющим электродом. Кроссовер, отображается с уменьшением в плоскости исследуемого образца посредством двух линзовой оптической системы.

Первая линза - конденсор даёт промежуточное уменьшенное изображение кроссовера, которое затем перебрасывается в плоскость образца второй линзой - объективом.

Перед зазором конденсора и после него установлены 2 ограничивающие диафрагмы, которые предотвращают попадание пучка на стенки внутренних каналов полюсных наконечников и отклоняющей системы.

Между конденсором и объективом установлена отклоняющая система и стигматор, намотанные на общем каркасе.

Стигматор предназначен для исправления астигматизма объективной линзы, который вызывается неоднородностью материала линзы, неточностями изготовления или загрязнения, возникшими в процессе работы. Эти причины обуславливают искажения формы пятна на образце, (вместо круглого, оно становится эллиптическим), что приводит к размазыванию деталей изображения в определенном направлении.

При изменении тока объектива вблизи положения точной фокусировки (перефокусировка - недофокусировка) происходит поворот эллипса на 90°, соответствующий поворот направления размытия деталей на изображении.

Коррекция астигматизма объектива производится путем предварительного искажения формы пучка; входящую в объективную линзу. Для этого служат катушки электромагнитного стигматора. Стигматор состоит из 8 катушек, разделенных на две электрические независимые секции. Каждая секция состоит из соединенных последовательно четырех катушек, намотанных на общем каркасе. Катушки включены таким образом, что поля противоположных катушек направлены навстречу друг другу.

Результирующее поле подобной конфигурации вызывает сжатие электронного пучка в одном направлении и растягивание его в одном направлении и растягивание в противоположном, при изменении направлении тока в одной из секций катушек на противоположное происходит поворот эллипса на 90°. Оси катушек одной секции стигматора сдвинуты относительно другой на 45°, что позволяет путем независимого изменения величины и направления токов в секциях регулировать величину и направление вносимой эллиптичности пучка перед объективом.

На общем каркасе со стигматором ближе к зазору объектива намотана отклоняющая система развертки, состоящая из строчных и кадровых отклоняющих катушек, оси которых взаимно перпендкулярны.

Объективная линза отображает промежуточное изображение источника на образце. При регулировки тока объектива производится фокусировка пятна на образце, следовательно, и фокусировка изображения. В зазоре объектива установлена юстируемая апертурная диафрагма, которая определяет апертуру электронного пучка на образце. При уменьшении диаметра этой диафрагмы апертура уменьшается; вместе с тем снижаются и аберрации объектива, которые пропорциональны апертуре пучка.

Уменьшение апертуры вызывает также увеличение глубины резкости изображения, но при уменьшении диаметра диафрагмы происходит также снижение тока зонда на образце и понижение контраста изображения. Поэтому диаметр апертурной диафрагмы выбирается обычно в пределах 0,5 - 1,0 мм в зависимости от конкретных условий работы.

Разрешающая способность растрового микроскопа определяется в основном диаметром зонда на образце. При этом предполагается, что ток пучка еще достаточен для формирования видеосигнала. Диаметр зонда на образце складывается из уменьшенного линзами диаметра источника и кружков размытия, вызванных аберрациями оптики. В растровых микроскопах среднего разрешения наиболее существенной является сферическая аберрация объективной линзы, пропорциональная кубу апертуры пучка на образце. Существенно снизить сферическую аберрацию можно путём значительного уменьшения коэффициента сферической аберрации, что происходит при помещении исследуемого образца в пределы немагнитного зазора объективной линзы. Возможность помещения образца в немагнитный зазор объектива является отличительной особенностью микроскопа.

Наиболее высокое разрешение наблюдается в том случае, когда образец помещается вблизи середины немагнитного зазора объектива. К сожалению, в этом случае происходит некоторое снижение глубины резкости, поэтому положение образца приходится подбирать в зависимости от конкретных условий работы и вида образцов

Диаметр канала полюсных наконечников объектива выбран достаточно большим (30 мм) для того, чтобы большинство практически встречающихся образцов можно было вводить в пределы немагнитного зазора.

Объектив, в котором образец может помещаться в область сильного магнитного поля, называется объективом высокого возбуждения или магнитным иммерсионным объективом.

При помещении образца в магнитное поле отбор вторичных электронов с него на коллектор становится невозможным. Поэтому установка образца в зазор возможна только в режиме поглощения электронов.

Для работы в режиме вторичных электронов в объектив вставляется полюсный наконечник с малым диаметром канала.

С развертывающего устройства ВКУ отклоняющие токи пилообразной формы поступают на кадровые и строчные катушки отклоняющей системы, разворачивая электронный зонд в телевизионный растр на поверхности образца.

Для образования идеального растра на поверхности объекта и экране кинескопа необходимо, чтобы:

движение луча вдоль каждой строки происходило с постоянной скоростью;

расстояние между строками были одинаковыми;

все строки по длине были равны между собой.

Кроме того, необходимо, чтобы совпадали моменты начала и конца строк растров на объекте и приемной трубке (кинескопе). Требования постоянства скорости движения луча и сохранения одинаковых расстояний между сроками диктуется тем, что только в этом случае четкость изображения и яркость свечения экрана будут постоянны по всему полю. Требования равенства длины всех строк обуславливается тем, что растр должен иметь прямоугольную форму.

В точке встречи электронного зонда с исследуемым образцом возникают вторичные, отраженные, поглощенные и прошедшие насквозь электроны (при исследовании тонких пленок прозрачных для электронов). Любой из этих токов можно собрать на коллектор и использовать в качестве полезного видеосигнала. Сигнал с коллектора поступает в телевизионный видеоусилительный тракт, где производится его усиление, коррекция и введение в видеоусилитель различных импульсных сигналов. Сформированный телевизионный сигнал модулирует приёмной электронно-лучевой трубки (кинескопа) по яркости и на экране воспроизводится увеличенное изображение поверхности исследуемого объекта.

Увеличение изображения равно отношению размеров растров на экране кинескопа и поверхности исследуемого объекта.

Наиболее простым режимом работы растрового микроскопа является получение видеосигнала в поглощенных электронах. Предельное разрешение для этого режима 0,5 мкм. Для достижения предельного разрешения образец помещается в середину магнитного поля объектива. При этом диаметр зонда на образце достигает минимума. Так как снятие видеосигнала происходит непосредственно с образца, то образец подключается к входу высокочувствительного видиоусилителя. Поэтому образец должен быть хорошо изолирован, экранирован и иметь минимальную емкость относительно корпуса. Кроме того, на образец подается постоянный потенциал отрицательной полярности для улучшения отбора с образца вторичных электронов. Образование видеосигнала происходит следующим образом:

При взаимодействии первичного пучка с образцом возникает вторичный эмиссионный ток, образуя напряжение видеосигнала. Сопротивление нагрузки выбирается порядка 50 - 100 кОм. Отсюда понятны требования минимальной ёмкости образца относительно корпуса, ибо эта ёмкость шунтирует сопротивление нагрузки. При снятии сигнала с образца в образовании сигнала участвует все уходящие с образца вторичные электроны независимо от направления их начальных скоростей. Постоянный потенциал на образце подбирается в зависимости от материала исследуемого образца и его положение относительно поверхности наконечника объектива. Наилучшее разрешение достигается при симметричном расположении образца относительно поверхности наконечника объектива. Как уже говорилось выше, для достижения предельного разрешения объект необходимо помещать в магнитное поле объективной линзы, при этом объективный отрезок становится очень малым (при этом минимальным становится коэффициент сферической аберрации), а апертурной угол пучка на объективе сравнительно большим. Поэтому глубина резкости изображения на приборе в режиме поглощенных электронов получается небольшой и лежит в пределах 1 - 3 мкм.

При использовании сигнала от отраженных электронов получается информация от слоя толщиной 1 - 2 мкм и диаметром существенно большой зоны падения электронного луча. Изображение поверхности получается с не очень высоким разрешением, зато отличается сильным черно - белым контрастом. Такой режим может быть полезен при изучении структуры на металлографических шлифах.

При использовании сигнала от вторичных электронов достигается наибольшее разрешение, так как вторичные электроны возникают в слое толщиной порядка 1 нм, а зона их возникновения ограничена областью вокруг падения электронного луча. Контрастность изображение несколько ниже, чем при использовании отраженных электронов, однако оно имеет стереометрический характер.

Недостатком метода РЭМ является возможность исследования только проводящих материалов. Для исследования изоляторов на их поверхность обычно напыляют тонкую пленку электропроводящего вещества, например углерода.

В связи с тем, что при облучении материала электронами возникает рентгеновское излучение в РЭМ, широкое применение находит также метод рентгеноспектрального микроанализа (РСМА). Поэтому почти для всех растровых электронных микроскопов предусмотрено конструктивное совмещение этих методов. Имеется возможность регистрировать спектры длин волн компонентов рентгеновского излучения и энергий рентгеновских квантов. Это обеспечивает проведение высокочувствительного (десятые - тысячные дошли процента) качественного и количественного анализа химического состава поверхности изучаемого материала, в том числе в отдельно выбранной точке.

2.6.1 Рентгенофазовый анализ (РФА)

Надежным экспериментальным методом получения данных о структуре и динамике кристаллической решетки твердых тел в условиях таких внешних воздействий, как давление и температура, является рентгенофазовый анализ.

Он обладает рядом важных преимуществ. Например, исследуется само твердое тело в неизменном состоянии и результатом анализа является непосредственно определение вещества или его составляющих.

Рентгеновские лучи исследуют кристалл, т е само соединение; в случае полиморфных тел рентгеновские лучи дают возможность различить отдельные модификации, свойственные данному веществу. Для исследования вещества требуется очень небольшое количество вещества, которое в процессе проведения аналитической операции не разрушается.

Структурные исследования в рамках развития синтеза новых материалов, свойства которых определяются особенностями строения на наноуровне, - является одной из самых перспективных направлений применения рентгенофазового анализа.

При рентгенофазовом анализе наноматериалов редко удается получить рентгенограммы с набором узких рефлексов, достаточным для идентификации состава содержащихся в них частиц. На некоторых рентгенограммах из всего набора рефлексов, характерных для данной фазы, наблюдается лишь два - три уширенных максимума.

Это, прежде всего, характерно для свежеполученных образцов, содержащих наночастицы с размерами в несколько нанометров. Чтобы получить более надежную информацию о составе таких образцов, их обычно «закаливают» при нагревании, что дает рентгенограмму гораздо более информативной.

Основной задачей рентгенофазового анализа (РФА) является идентификация различных фаз в их смеси на основе анализа дифракционной картины, даваемой исследуемым образцом. Определение вещества в смеси проводится по набору его межплоскостных расстояний и относительным интенсивностям соответствующих линий на рентгенограмме.

Когерентно рассеянные рентгеновские лучи интерферируют между собой, при этом дифракционной решеткой для рентгеновского излучения служит кристаллическая решетка, поскольку межплоскостные расстояния в кристалле сравнимы с длиной волны излучения.

2.6.2 Рентгеноструктурный анализ (РСА)

Дифракция рентгеновских лучей была открыта в 1912 году немецкими физиками М. Лауэ, В. Фридрихом и П. Книппингом. Направив узкий пучок рентгеновских лучей на неподвижный кристалл, они зарегистрировали на помещенной за кристаллом фотопластинке дифракционную картину, которая состояла из большого числа закономерно расположенных пятен. Каждое пятно- след дифракционного луча, рассеянного кристаллом.

В основе РСА лежит взаимодействие рентгеновского излучения с электронами вещества, в результате которого возникает дифракция рентгеновских лучей. Дифракционная картина зависит от длины волны используемых рентгеновских лучей и строения объекта. Для исследования атомной структуры применяют излучение с длиной волны ~ 1 ангстрема (Å), т. е. порядка размеров атомов. Методами РСА изучают металлы, сплавы, минералы, неорганические и органические соединения, полимеры, аморфные материалы, жидкости и газы, молекулы белков, нуклеиновых кислот и т.д. Наиболее широко РСА применяют для установления атомной структуры кристаллических тел. Это обусловлено тем, что кристаллы обладают строгой периодичностью строения и представляют собой созданную самой природой дифракционную решётку для рентгеновских лучей.

2.6.3 Дифракционный анализ

Существует несколько типов дифракционного анализа: рентгеноструктурный анализ (РСА), нейтронография, электронография. Геометрическая теория дифракции всех трёх излучений - рентгеновских лучей, электронов, нейтронов - одинакова, но физическая природа взаимодействия их с веществом различна, что определяет специфику и области применения каждого из методов. Рентгеновские лучи рассеиваются электронными оболочками атомов, нейтроны (через короткодействующие ядерные силы) - атомными ядрами, электроны - электрическим потенциалом атомов.

Дифрактограмма может быть зарегистрирована с помощью фотопленки или специальных датчиков, перемещающихся относительно образца и чувствительных к рассеиваемому излучению. В первом случае получают двумерное изображение рефлексов (пятен или колец), а во втором - одномерную зависимость интенсивности излучения в функции от смещения датчика (обычно углового) относительно образца.

Полученные в эксперименте дифрактограммы можно сравнивать со справочными (эталонными) и, таким образом, интерпретировать экспериментальные данные [47].

3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Наночастицы серебра были получены разработанным методом кавитационно-диффузионного фотохимического восстановления. Синтез наночастиц осуществляли путем восстановления ионов серебра в водном растворе в присутствии биосовместимых лигандов-стабилизаторов (поливинилпирролидон, полиэтиленгликоль) при совместном воздействии ультрафиолетового излучения длиной волны 280-400 нм и ультразвуковых волн частотой 1,7 МГц,параметрами, что позволяет получить синергетический эффект физических факторов при синтезе наночастиц серебра. Технология приготовления наночастиц серебра путем кавитационно - диффузионного фотохимического восстановления заключается в том, что к 1% - ному раствору AgNO3 добавляют 5%-ный раствор NaOH в объемном соотношении 5:1, образовавшийся осадок Ag2O пятикратно отмывают бидистиллированной водой. Параллельно готовят навеску лиганда и растворяют его в бидистиллированной воде до получения 1%-ного раствора (полное растворение лиганда в растворе). Соотношение AgNO3 и лиганда по массе сухого вещества должно составлять 1:3. В полученную взвесь Ag2O в бидистиллированной воде вносят 1%-ный раствор лиганда при интенсивном перемешивании. После образования однородного раствора доводят объем раствора бидистиллированной водой до получения 0,0059 М раствора серебра и далее проводят фотохимическое восстановление этого раствора в течение 60 мин под действием ультрафиолетового облучения и ультразвуковых волн. В исследовании использованы несколько образцов наночастиц, полученных в растворах с разной концентрацией серебра: 100 мкг/мл; 50 мкг/мл; 10 мкг/мл.

Для оценки размеров полученных наночастиц была проведена их электронная микроскопия на микроскопе JEOLJSM-7500F в режиме SEI, LEI, COMPO и ADD с ускоряющим напряжением от 2 до 10 кВ, в зависимости от индивидуальных особенностей образца.

)разрешающая способность: не хуже 1 нм при 15 кВ, не хуже 2,1 нм при 1 кВ;

)увеличение в диапазоне от 20х до 900000х;

)рабочий диапазон ускоряющих напряжений от 100В до 30 кВ;

Рисунок 6 - Растровый электронный микроскоп (РЭМ) JSM - 7500F

)использует детекторы: вторичных электронов, отраженных электронов,STEM-детектор, энергодисперсионный детектор;

)система микроанализа состава отдельных образцов.

Для исследования, полученные тонкоплёночные образцы наклеивались на держатель с помощью токопроводящей пасты. Исследование проводилось в режимах детектирования отраженных электронов (COMPO), а также в режиме детектирования вторичных электронов (SEI). С увеличением до 100000 раз и ускоряющим напряжением 10 кВ.

Средний размер частиц определяли по диаграмме дисперсности. Диаграмма дисперсности строилась по выборке на фотографии. Точность определения размера частиц ±1%.

Исследование производили непосредственно на момент синтеза, через месяц, полгода и год от их получения в рамках государственного задания, с использованием оборудования "Центра коллективного пользования диагностики структур и свойств наноматериалов" ФГБОУ ВПО Кубанский государственный университет (г.Краснодар).

Также производили оценку агрегативной устойчивости с помощью растворов электролитов NaCl и Na3PO4 в концентрациях 1%, 5% и 10% соответственно на момент синтеза, через месяц, полгода и год от его начала. Измерение оптической плотности полученных растворов проводилось на фотометре КФК-3.

Рисунок 7 - Фотометр КФК - 3

Принцип действия фотометра основан на поочередном измерении потоков излучения с выхода монохроматора: , прошедшего через «холостую» пробу (растворитель или контрольный раствор) и Ф, прошедшего через исследуемый раствор; преобразовании их фотоприемником в электрические сигналы , U и ( - сигнал при неосвещенном фотоприемнике) и представлении их на индикаторе в виде коэффициентов пропускания, оптической плотности, скорости изменения оптической плотности и концентрации исследуемых растворов.

В качестве тест-штаммов работе использованы 15 клинических изолятов P. aeruginosa, A. baumanii и E. coli (по 5 штаммов каждого микроорганизма). Идентификацию выделенных культур проводили бактериологическим методом с использованием автоматического анализатора VITEK. Для определения минимальной эффективной концентрации наносеребра в препарате изучали его противомикробное действие в концентрации 10 мкг/мл; 8 мкг/мл; 5 мкг/мл; 3 мкг/мл; 1 мкг/мл. Чувствительность клинических изолятов P. aeruginosa, A. baumanii и E. coli к наночастицам серебра определяли методом серийных разведений в соответствии с МУК 4.2.1890-04 «Методические указания по определению чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам». Результаты учитывали после 18-20-часового культивирования в термостате при 37 °С. Контрольные высевы из разведений с отсутствием видимого роста бактерий осуществляли на среду АГВ. Питательную среду АГВ готовили из сухой среды промышленного производства в соответствии с инструкцией изготовителя и автоклавировали 20 минут при 121 °С.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ

При анализе данных электронной микроскопии полученных растворов наночастиц серебра можно отметить следующее: при получении наночастиц описанным выше методом порядка 25% наночастиц имеет средний размер 20-30 нм, 50% частиц - средний размер приблизительно 10-15 нм (рис. 8), спустя месяц распределение по размерам принципиально не изменяется. Через полгода и год от момента их получения 50% частиц имели средний размер 20-30 нм, а доля частиц с размером 10-15 нм снизилась до 30 %. Максимум оптической плотности водных растворов наночастиц серебра, измеренный на фотоэлектрокалориметре, находился в области 410 нм (рис. 9) и оставался неизменным по прошествии всех указанных выше временных промежутков от момента синтеза, что также говорит о минимальной агрегации частиц при хранении.

Рисунок 8 - Электронная микроскопия наночастиц серебра, полученных с применением ультразвука на момент синтеза.

Рисунок 9 -Оптические спектры поглощения раствора наночастиц серебра, полученных с применением ультразвука на момент синтеза.

Анализ агрегативной устойчивости показал, что полученные растворы устойчивы на всем диапазоне концентраций растворов NaCl и Na3PO4 на всем промежутке хранения от момента их получения.

Также были синтезированы водные растворы наночастиц серебра того же качественного и количественного состава, но в отсутствии ультразвуковых волн в процессе их получения. Проведенная электронная микроскопия показала, что в данных образцах наблюдался больший разброс по размерам частиц: по размерам частицы можно разделить на два вида: со средним размером 20 нм (приблизительно 50%) и средним размером около 100 нм (50%) (рис. 10).

Спустя месяц доля частиц с размером 100 нм возросла до 70%, а через полгодаи год, частицы образовали крупные бесформенные агрегаты размером более 1 мкм и сорбированными на поверхности частицами со средним размером 20 - 30 нм. По данным фотоэлектрокалориметрии происходило смещение максимума поглощения раствора с течением времени от 440 нм до 480-500 нм (рис. 11), что также говорит об агрегации наночастиц.

При исследовании агрегативной устойчивости полученных растворов выявили коагуляцию к 5% растворам NaCl иNa3PO4непосредственно после синтеза и ее наличие спустя один месяц после синтеза и к 1% растворам NaCl и Na3PO4,что связано с укрупнением наночастиц.

Рисунок 10 -Электронная микроскопия наночастиц серебра, полученных без применения ультразвука на момент синтеза.

Рисунок 11 -Оптические спектры поглощения раствора наночастиц серебра, полученных без применения ультразвука на момент синтеза.

Установлено, что нитрат серебра в концентрации 1 и 10 мкг/мл не обладает антимикробной активностью по отношению к исследуемым клиническим штаммам P. aeruginosa и A. baumanii: все тест-культуры давали видимый рост в жидкой питательной среде с препаратом (табл. 1), но в то же время подавляет рост E. coli в концентрации 10 мкг/мл. При концентрации нитрата серебра 50 мкг/мл видимый рост в жидкой питательной среде отсутствовал, однако контрольные посевы были положительны для неферментирующих грамотрицательных бактерий и отрицательны для кишечной палочки (табл. 2). Полностью подавлял рост всех индикаторных штаммов нитрат серебра только в концентрации 100 мкг/мл. В этом разведении не регистрировалось видимого роста культур микроорганизмов, контрольные посевы также были отрицательны (табл. 2).

Таблица 1-Сравнительный анализ антимикробной активности растворов наносеребра, нитрата серебра и лиганда

ШтаммыИсследуемое веществоНитрат серебраЛиганд (поливинилпирролидон)Наночастицы серебраКонцентрация исследуемого вещества, мкг\мл100501011005010110050101Количество штаммов, давших ростP. aeruginosa005555550000A. baumanii005555550000E. coli000555550000

Лиганд (поливинилпирролидон) совершенно не обладал антимикробными свойствами в концентрацияхот 1 дл 100 мкг/мл: все тест - культуры давали видимый рост в жидкой питательной среде с препаратом(табл. 1).

Таблица 2-Количество положительных контрольных посевов при использовании растворов наносеребра, нитрата серебра и лиганда

ШтаммыИсследуемое веществоНитрат серебраЛиганд (поливинилпирролидон)Наночастицы серебраКонцентрация исследуемого вещества, мкг\мл100501011005010110050101Количество штаммов, давших ростP. aeruginosa055555550035A. baumanii055555550025E. coli005555550005

Коллоидный раствор с наночастицами серебра обладал антимикробной активностью во всех исследованных концентрациях (табл. 1): в соответствующих разведениях видимый рост бактерий отсутствовал. В то же время в концентрации 1 мкг/мл коллоидный раствор с наночастицами серебра обладал только бактериостатической активностью (контрольные посевы из этого разведения были положительны у всех 15 штаммов). В концентрации 10 мкг/мл коллоидный раствор с наночастицами серебра обнаружил бактериостатические свойства в отношении 3 штаммов P. Aeruginosa и 2 штаммов A. Baumanii, тогда как на остальные тест-культуры (40% штаммов P. Aeruginosa, 60% штаммов A. Baumanii, 100% штаммовE. coli) эта концентрация препарата действовала бактерицидно (табл. 2). Высокая бактериостатическая активность раствора с наночастицами серебра в отношении коллекционных условно-патогенных штаммов E. coli указывает на возможность использования полученного коллоидного раствора в концентрации 1 мкг/мл в качестве основы для моющих средств, в том числе в социальных учреждениях при наличии аллергических реакций на традиционные моющие средства (лизоформин, аламинол и другие) у персонала и посетителей.

В экспериментах по определению минимальной бактериостатической подавляющей концентрации наносеребра в коллоидном растворе установлено её значение на уровне 3 мкг/мл. На основании вышеизложенного можно заключить, что антимикробная активность по отношению к неферментирующим грамотрицательным бактериям убывает в ряду изученных средств: коллоидный раствор с наночастицами серебра > раствор нитрат серебра > лиганд. А наиболее эффективным является использование коллоидного раствора c наночастицами серебра.

Применение серебра на лабораторных животных

Рисунок 12 - Лабораторное животное (белая крыса).

Серебро с концентрацией 0,1 - 0,03 мг/л брали и наносили на марлю и прикладывали к ране. Процесс заживления наступал гораздо быстрее, чем при обычном лечении медицинскими мазями.

При моделировании хронического абсцесса у крыс, использовали двухэтапную модель окислительного стресса. Первый этап представлял собой острую фазу окислительного стресса и моделировался путем создания межмышечного абсцесса в мягких тканях длинных мышц спины лабораторного животного с использованием имплантированного инородного тела. Второй этап отражал хроническую фазу окислительного стресса и моделировался гнойной раной, которая формировалась естественным образом при дренировании абсцесса и удалении инородного тела.

Основой модели окислительного стресса явилась известная модель раневого процесса, предложенная Л.А. Мамедовым, в модификации (А.А. Басов и соавт., патент на изобретение № 2455703, 2012). Для создания модели абсцесса крысе до начала эксперимента срезали и выбривали шерсть на средней и нижней третях спины. Затем под местной анестезией раствором новокаина 0,5% (объемом 0,5 - 1,0 мл), иглой шприца наносилось повреждение мягких тканей (область длинных мышц спины) на глубине до 2 см шириной до 1 см в предполагаемой зоне формирования абсцесса. В день начала эксперимента под хлоралозо-нимбуталовым наркозом производился разрез скомпрометированной накануне области длиной 2 см и в мягкие ткани вводился стерильный марлевый шарик диаметром 10 мм, пропитанный 1 мл жидкости с патогенным штаммом St. aureus. На рану накладывались первичные швы.

Через сутки у животных появлялась клиника нагноения раны и начинался первый (острый) период моделирования окислительного стресса. Швы снимались через 5 суток с момента инфицирования, что соответствовало переходу во вторую фазу окислительного стресса. В дальнейшем проводилось местное лечение гнойной раны под мазевыми повязками (смена повязок с мазью «Левомеколь» 1 раз в 24 часа) до ее полного заживления вторичным натяжением.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем:

. В процессе получения наночастиц серебра показан положительный эффект совместного применения физических факторов: ультрафиолетового излучения, ультразвука на формирование размера наночастиц и их дальнейшей устойчивости при хранении. Комплексное воздействие ультразвука в процессе синтеза наночастиц позволяет механически диспергировать крупные частицы или агломераты наночастиц, приводя тем самым к более однородному распределению и уменьшению их размера.

. Полученные результаты позволяют сделать вывод о перспективности создания лекарственной и антисептической формы коллоидного раствора с наночастицами серебра с антимикробной активностью по отношению к P. aeruginosa, A. baumanii и E. coli. на основе разработанного способа диффузионно-кавитационного фотохимического восстановления серебра.

Материалы данной диссертации были опубликованы:

Оптимизация физико-химических условий, используемых для получения наночастиц серебра // Материалы 11 - й международной научной конференция, «Новизна за пределами науки», Лекарство Биологии, г. София, 15 - 22 мая 2015 г. - С. 77-82.

Изучение физико-химических условий, влияющих на процесс получения наночастиц серебра // Материалы 11 - й международной научной конференция, «Новизна за пределами науки», Лекарство Биологии, г. София, 15 - 22 мая 2015 г. - С. 75-76.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Воронина Н.В. Нелинейные неосесиметричные волны на заряженной поверхности электропроводной струи // М.В Волкова, Н.В Воронина // Актуальные проблемы физики. - 2005. - С. 73-80

. Михиенкова А.И., Муха Ю.П. Наночастицы серебра: характеристика и стабильность антимикробного действия коллоидных растворов // Environment & health. - 2011.- № 1. - С. 55-59.

. Золотухина Е.В., Кравченко Т.А., Пешков С.В. Способ получения наночастиц серебра. Патент на изобретение № 2385293 Российская Федерация. C01G 5/00, B82B 3/00. 27.03.2010. - Б. 9. - 7с.

. Степанов А.Л. Особенности синтеза металлических наночатиц в диэлектрике методом ионной имплантации/ А.Л. Степанов // Журнал Технического университета Аахена, Германия. - 2007. - С. 2 - 7.

5. Рогач А.Л. Образование высокодисперсного серебра при восстановлении ионов Ag+ в водных растворах / В.Н. Хвалюк, В.С. Гурин // Коллоидный журнал. - 1994. - Т.56. - №12. - С. 276-278.

. Парсаев А.А., Абхалимов Е.В., Якимова Е.Е., Ершов Б.Г. Получение наночастиц серебра в водных растворах, содержащих карбонат - ионы // Вестник МИТХТ. - 2010.- Т. 5, № 5. - С. 24-26.

. Муха Ю.П., Еременко А.М., Смирнова Н.П., Михиенкова А.И., Корчак Г.И., Горчев В.Ф., Чунихин А.Ю. Антимикробная активность стабильных наночастиц серебра заданного размера // Прикладная биохимия и микробиология. - 2013.- Т. 49, № 2. - С. 215.

. Азатян Б. В. Новые закономерности и некоторые новые проблемы в цепных процессах. / Б. В Азатян , - М.: - I981. - С. I6-I7.

9. Seaton A. Nanotechnology and the occupational physician / A. Seaton // Occupational medicine. - 2006. - Vol. 56, N 5. - P. 312 - 316.

10. Вегера А.В. Синтез и физико - химические свойства наночастиц серебра / А.В. Вегера, А.Д. Зимон // Московский государственный университет технологии и управления. - 2006. - C 5-12.

. Рэлей Дж. У. Волновая теория света / Дж. У. Рэлей - М.: Л. - 1940. - С. 103 - 132.

. Никитин А.В., Долгова Г.В., Свиногеева Т.П. Гепатотоксическое действие антимикробных и противогрибковых средств // Анналы хирургической гепатологии. - 2008. - Т. 13, № 1. - С. 24 - 28.

13. Schultz D.A. Plasmon resonant particles for biological detection / Curr. Opin. Biotechnol. - 2003. - Vol. 14. - P.13-22.

. МУК 4.2.1890-04 «Методические указания по определению чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам»: методические указания. - М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России. - 2004. - 75 с.

. Воронина Н.В., Упницкий А.А. Анализ нежелательных побочных реакций на лекарственные средства в ЛОР отделении стационара // Лечебное дело. - 2007. - № 3. - С. 25-28.

. Ершов Б.Г. Наночастицы металлов в водных растворах: электронные, оптические и каталитические свойства / Б.Г. Ершов // Журнал российского химического общества им. Д.И. Менделеева. - 2001. - Т. XLV. - № 3. - С.5-9.

. Goldsworthy A. Biological effects of physically conditioned water / A. Goldsworthy, H. Whitney, E. Morris // Wat. Res. - 1999. - Vol. 7. - №11. - P. 1618-1626.

18. Фабелинский И. Л. Молекулярное рассеяние света / И. Л Фабелинский .-М.: - 1965. - С. 24-56.

. Андриевский Р.А. Физика металлов и металловедение/ Р.А. Андриевский, А.М. Глезер // М.: Физматлит. - 2000. - С.34-35.

. Барковский В.Ф. Физико - химические методы анализа / В.Ф Барковский. - М.: Высшая школа - 1972.

. Андриевский Р.А. Наноструктурные материалы/ Р.А. Андриевский, А.В Рагуля // М.: Академия. - 2005. - С. 192.

. Гребенюк Г.С. Формирование сверх тонких пленок на поверхности монокристаллического кремния / Г.С.Гребенюк // Физика твердого тела. - 2011. - Т.53. - №12. - С. 22-23.

. Кокшаров Ю.А. Наночастицы: методы получения, строение и свойства/ Ю.А. Кокшаров, Г.Б Хомутов, С.П Губин // Успехи химии. - 2005. - №74. - С. 7-9.

24. Meng Chen. Preparation and Study of Polyacryamide - Stabilized Silver Nanoparticles through a One-Pot Process / Chen Meng, Li - Ying Wang, Dong - Jin Qian // Department of Chemistry and Laboratory of AdVanced Materials, Fudan University. - 2006. - С. 34-38.

25. Марк Р., Даниэль Р. Нанотехнология: простое объяснение очередной гениальной идеи / Р Марк, Р Даниэль // М.: Вильямс. - 2006. - 240 c.

. Треушников В.М. Одностадийные фотохимические процессы формирования полимерных изделий медицинского назначения / Д.В Сивухин // В сб. трудов конференции. Общий курс физики. Атомная ядерная физика // М/: Физматлит. - 2002. - 784. c.

. Костюченок Б.М. Основы гнойной хирургии / И.В. Вигдорчик, Ю. Е. Березов. - М.: Медицина, 1976. - 382 с.

. Современные полимерные материалы медицине и медицинской технике. Санкт-Петербург. - 2005.

. Нанотехнологии, биология и медицина / В.Н. Кеменов, С.Б. Нестеров.- М.: МИЭМ, 2002. - С. 248 -253.

. Christian P. Hofmann Th. Nanoparticles: structure, properties, preparation and behavior in environmental media / F. Von der Kammer, M. Baalousha // Ecotoxicology. - 2008. - Vol 17. - P. 326-343.

31. Рубина А.Б. Современные методы биофизических исследований. Практикум по биофизике, под редакцией // Москва: Высшая школа. - 1988.

32. Huber G. How to conduct a qualitative analysis / Analysis of qualitative data with AQUAD5. - 1997. - P. 23-36.

. Dr. Peter Bodlaender. Evolution of TSH Assays / A Third Generation Viewpoint. - 1994.

34. Федоров В.Д., Светухин А.М. Лекции по гнойной хирургии. - М.: Миклош, 2005. - 365 с.

. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники /Л.А. Бессонов. - М.: Высшая школа, 1964. - 752 с.

36. CarolinF.D., Горовцов А.В., NadineS.F. Сравнение скорости подавления роста e.coli, staphylococcusaureus и pseudomonasaeruginosa современными антисептиками с целью их применения для инфицированных ран / F.D Carolin., А.В. Горовцов., S.F NadineS.F // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 10. - С. 321-327.

37. Русина И.Ф. Хемилюминесцентный метод определения содержания антиоксидантов в нативной плазме крови крыс при патологии и в процессе лечения панкреатита / И.Ф. Русина // Биохимия. - 2001. - Т.42. - № 4. - С. 237-239.

. Шилова А. К. Кинетика и катализ. - 1969.

. Емец Б.Г. О физическом механизме влияния низкоинтенсивного электромагнитного излучения на биологические объекты / Б.Г. Емец // Биофизика. - 1999. - Т.44. - № 3. - С. 457-513.

. Гуревич А.Г. Теория биологического поля / А. Г. Гуревич. - М.: Наука, 1999. - 386 с.

. Сергеев Б.М. Получение наночастиц серебра в водных растворах полиакриловой кислоты / Б.М.Сергеев, М.В. Кирюхин, А.Н. Прусов // Вестник Московского Университета. Серия 2. Химия. - 1999. - Т.40. № 2. - С. 129-133.

. Кулаков Ю.А. Электронная микроскопия. /- М.: Знание.-1981.- 64 с.

. Каплан И. Г. Успехи физ. наук. /- M.: - 1975 - T. - № 117 - В. 4. - С.691-704.

. Кузьмина Л.Н.Получение наночастиц серебра методом химического восстановления / Л.Н. Кузьмина, Н.С. Звиденцова, Л.В Колесников // Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева. - 2007. - Т. XХХ, № 8. - С.7-12.

. Coronato Courrol Lilia A simple method to synthesize silver nanoparticles by photo-reduction / Lilia Coronato Courrol, Flavia Rodrigues de Oliveira Silva, Laercio Gomes // EPUSP. - 2007. - Vol.18. № 6. - Р. 12 - 16.

. Wanzhong Zhang Synthesis of silver nanoparticles-Effects of concerned parameters in water oil microemulsion / Wanzhong Zhang, Xueliang Qiao, Jianguo Chen // State Key Laboratory of Material Processing and Die Mould Technology. - 2007. - Р. 17 - 21.

47. Боуэн Д.К. Высокоразрешающая рентгеновская дифрактометрия и топография /Б.К Таннер.,Д.К. Боуэн // Наука. - 2002. -C. - 274.

Похожие работы

 

Не нашел материала для курсовой или диплома?
Пишем качественные работы
Без плагиата!