Способ получения антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена Российский патент 2025 года по МПК A61K33/04 A61K41/13 B82Y30/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области химии, химического синтеза, способам получения антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена. Особенностью изобретения является разработка нового метода получения антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена, с использованием дополнительной обработки реакционной смеси воздействием ультразвукового излучения.

Уровень техники

Известно изобретение «Антиоксидантное средство с гепатопротекторным эффектом на основе наноструктурированного селена и способы его получения и применения» (RU №2557992 С1, опубл. 27.07.2015 Бюл. № 11). Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к нанокомпозитам селена на основе природных гепатотропных галактозосодержащих полисахаридных матриц. В данном изобретении нанокомпозиты селена получают из различного селенсодержащего сырья в водном растворе галактозосодержащего гепатотропного полисахарида, который является стабилизатором наночастиц. Полученный нанокомпозит очищают 96 % этиловым спиртом, а после высушивают на воздухе. На основе полученных данных установлено, что размер частиц селена находится в диапазоне от 1 до 100 нм, а содержание нанокомпозита в составе от 0,5 до 60 масс. %. Также установлено, что полученный нанокомпозит обладает высокой антиоксидантной активностью.

Недостатком данного изобретения является необходимость использования селена в форме нанокомпозита с высокомолекулярными галактозосодержащими полисахаридами с добавлением стадии очистки нанокомпозита.

Известен «Способ получения наномолекулярного селенопротеина, обладающего иммунотропным и метаболическим действием» (RU №2242234 С1, опубл. 20.12.2004). Данное изобретение относится к биофармакологии и касается получения средства, направленного на восстановление метаболических процессов и коррекцию функции иммунной системы. Получение наномолекулярного селенопротеинового вещества происходит в три стадии. На первом этапе синтезируют селенопротеиновую матрицу. В качестве исходного материала используют зелёную массу белковосодержащих растений, из которых с помощью экстракции получают протеин, а после производят лиофильную сушку и растворяют порошок в 60-90% этиловом спирте. После вводят селен, полученный термолизом селеномочевины, и помещают в синусоидальное электромагнитное высокочастотное поле 20-30 МГц на 5 минут. На втором этапе получают наночастицы селенопротеиновой матрицы. Для этого на полученный селенопротеин воздействуют ферментом трипсином в соотношении 1:1000, что приводит к разделению молекулы селенопротеина на наноструктуры. На третьем этапе производят синтез наночастиц селенопротеиновой матрицы в единую структуру с дополнительным обогащением белка ионами селена. Синтез проводят путём добавления к полученным наночастицам молекулы селенопротеина еще 10-12 мкг селена.

Недостатками данного изобретение является многостадийность процесса и необходимость использования приборов для формирования электромагнитного синусоидального высокочастотного поля.

Также известна полезная модель «Способ получения водорастворимой композиции наночастиц, содержащей наночастицы селена» (RU №159620 U1, опубл. 10.02.2016, Бюл. № 4). Изобретение относится к нанобиотехнологии, а именно к способу получения водорастворимой композиции, содержащей высокодисперсный селен, стабилизированный морским полисахаридом альгинатом натрия. В представленном изобретении синтез наночастиц селена проводится путём добавления в смесь альгината натрия и L-цистеина раствора селенистокислого натрия при соотношении L-цистеина к селенистокислому натрию 4:1, а селена к альгинату натрия 0,05:0,2. В результате образуется коллоидный раствор наночастиц селена.

Недостатком изобретения является недостаток результатов исследований полученных наночастиц, что не позволяет подтвердить соответствие результатов исследований с задачей изобретения, а конкретнее с задачей создать водорастворимую композицию, содержащую наночастицы селена, с высокой агрегативной устойчивостью.

Известно изобретение «Наночастицы элементарного селена и способ получения» (RU №2668035 С2, опубл. 10.02.2016, Бюл. № 4). Данное изобретение относится к наночастицам элементарного селена, в частности к продукту, содержащему наночастицы селена. Способ представляет собой несколько этапов: подготовка раствора или суспензии соединений амина; добавление при перемешивании регулятора pH; добавление при перемешивании источника селена; сушка распылением при температуре от 120 до 200°С.

Недостатком данного изобретения является необходимость использования дополнительной процедуры - сушки распылением для увеличения содержания наночастиц селена.

Известен «Способ получения наночастиц элементного аморфного селена» (RU №2615461 С1, опубл. 04.04.2017, Бюл. № 10). Изобретение относится к области биохимии. Способ осуществляется путём подготовки инокулята фототрофных бактерий. Далее в культуру вносят селенит натрия и инкубируют в течение 24 часов в анаэробных условиях на свету (2000 люкс) при температуре 20-25°С, что приводит к восстановлению селенита до элементарного красного аморфного селена размером 280±45 нм. Далее происходит отделение селена от культуральной среды и бактерий путём центрифугирования при 8000 об/мин в течение 10 мин, разбавления лизирующим составом для разрушения клеток бактерий в соотношении 1:4, перемешивания и инкубирования полученного образца при комнатной температуре 12-48 часов в темноте, повторного центрифугирования при 5000 об/мин в течение 20 мин, центрифугирования при 6000 об/мин в течение 30 мин в градиенте сахарозы. На последнем этапе осаждённые наночастицы селена промывают 3 раза деионизированной водой, центрифугируют при 5000 об/мин в течение 15 мин и высушивают для последующего использования.

Недостатком данного изобренетия является большое количество длительных процессов с применением бактерий и метода центрифугирования, что увеличивает сложность процесса получения наночастиц селена.

Известно изобретение «Средство, обладающее противоопухолевой активностью на основе нанокомпозитов арабиногалактана с селеном, и способы получения таких нанобиокомпозитов» (RU №2614363 С2, опубл. 24.03.2017, Бюл. № 9). Данное изобретение относится к медицине, в частности к средству, обладающему противоопухолевой активностью, а также к способу получения средства и его применению. Синтез селенонанобиокомпозитов осуществляется путём добавления раствора диоксида селена к раствору товарного арабиногалактана-сырца в воде или чистого арабиногалактана в диметилсульфоксиде при комнатной температуре. Образующуюся субстанцию осаждали этиловым спиртом или ацетоном, промывали, фильтровали и сушили. В результате содержание селена в полученных образцах нанокомпозитов составляет от 0,5 до 60%, а размер частиц от 0,5 до 250 нм. Также установлено, что наночастцы селена формируются сферической или почти сферической формы, а дифрактограмма композитов характеризует рентгеноаморфное состояние как арабиногалактана, так и элементарного селена.

Недостатком данного изобретения является отсутствие информации об агрегативной устойчивости полученных селенонанобиокомпозитов. Данная информация может быть особенно важно для использования образцов для лечения онкологических заболеваний, что является задачей данного изобретения.

Прототипом изобретения является «Препарат для лечения и профилактики нарушения обмена селена для сельскохозяйственных животных» (RU №2392944 С2, опубл. 27.06.2010, Бюл. № 18). Данное изобретение относится к ветеринарной фармации, в частности к препаратам для повышения резистентности организма животных, содержащим селен в наноразмерном состоянии. Получение селена в наноразмерном состоянии производят путём восстановления неорганических производных селена в высших степенях окисления с образованием атомов селена в нулевой степени окисления, которые затем конденсируют с образованием наночастиц селена размером до 100 нм и стабилизируют высокомолекулярным азотсодержащим полимером, способным стабилизировать наночастицы селена.

Недостатком данного изобретения является дополнительная стадия конденсации для получения наночастиц селена, что увеличивает трудозатраты и снижает эффективность процесса.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке нового метода получения антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена, с использованием дополнительной обработки реакционной смеси воздействием ультразвукового излучения.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к ускорению процесса получения антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена, которая обладает значительной агрегативной устойчивостью в процессе хранения и выраженной антиоксидантной активностью.

Технический результат достигается с помощью способа получения антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена, включающего приготовление 10 мл 0,0035М раствора селенистой кислоты, в котором растворяют навеску стабилизатора 0,0804 г, затем приготовление 5 мл 0,031М раствора аскорбиновой кислоты, далее его покапельное внесение в раствор селенистой кислоты и стабилизатора при постоянном перемешивании со скоростью 600 об/мин в течение 10 минут, при этом проводят дополнительную обработку раствора воздействием ультразвукового излучения со следующими значениями параметров:

Частота озвучивания рабочего раствора 29 кГц Частота модуляции УЗ-излучения 45 Гц Время озвучивания рабочего раствора 17 минут Относительная мощность УЗ-излучения 90 Вт/л

Полученные антиоксидантные наноразмерные формы эссенциального микроэлемента селена, представляют собой золи темно-красного цвета, с небольшим запахом, которые обладают агрегативной устойчивостью в процессе хранения.

Краткое описание чертежей и иных материалов

На фиг. 1 представлена гистограмма распределения гидродинамического радиуса антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена, выполненных по Примеру 1.

На фиг. 2 представлена гистограмма распределения гидродинамического радиуса антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена, выполненных по Примеру 2.

На фиг. 3 представлена гистограмма распределения гидродинамического радиуса антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена, выполненных по Примеру 3.

На фиг. 4 представлена гистограмма распределения гидродинамического радиуса антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена, выполненных по Примеру 4.

На фиг. 5 представлена гистограмма распределения гидродинамического радиуса антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена, выполненных по Примеру 5.

На фиг. 6 представлены результаты исследования фотонной корреляционной спектроскопии образцов антиоксидантных наноразмерных форм эссенциального микроэлемента селена, выполненных по Примерам 1-5.

На фиг. 7 представлены результаты исследования антиоксидантной активности образцов антиоксидантных наноразмерных форм эссенциального микроэлемента селена, выполненных по Примерам 1-5.

Осуществление изобретения

Получение антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена, осуществляют постадийно.

Пример 1

Антиоксидантную наноразмерную форму эссенциального микроэлемента селена получают методом химического осаждения в водной среде при комнатной температуре. Для этого готовят 0,0035М раствор селенистой кислоты в дистиллированной воде, в котором растворяют навеску стабилизатора - бычьего сывороточного альбумина, в размере 0,0804 г. Затем в стеклянный стакан, оснащенный магнитной мешалкой, вносят 10 мл раствора селенистой кислоты со стабилизатором. Готовят 5 мл 0,031М раствора аскорбиновой кислоты в дистиллированной воде и при постоянном перемешивании со скоростью 600 об/мин по каплям вносят её в раствор селенистой кислоты со стабилизатором. Полученный раствор перемешивают в течение 10 минут.

На следующей стадии синтеза проводят дополнительную обработку раствора воздействием ультразвукового излучения. Ультразвуковое излучение имеет следующие значения параметров:

Частота озвучивания рабочего раствора 10-19 кГц Частота модуляции УЗ-излучения 5-9 Гц Время озвучивания рабочего раствора 1-10 минут Относительная мощность УЗ-излучения 5-34 Вт/л

Полученная антиоксидантная наноразмерная форма эссенциального микроэлемента селена представляет собой наночастицы селена, покрытые слоем стабилизатора (бычьего сывороточного альбумина). Стоит отметить, что в процессе синтеза получают дегидрокарбоновую кислоту, которая окисляется до щавелевой кислоты и удаляется электродиализом.

Пример 2

Антиоксидантную наноразмерную форму эссенциального микроэлемента селена получают методом химического осаждения в водной среде при комнатной температуре. Для этого готовят 0,0035М раствор селенистой кислоты в дистиллированной воде, в котором растворяют навеску стабилизатора 0,0804 г. Затем в стеклянный стакан, оснащенный магнитной мешалкой, вносят 10 мл раствора селенистой кислоты со стабилизатором. Готовят 5 мл 0,031М раствора аскорбиновой кислоты в дистиллированной воде и при постоянном перемешивании со скоростью 600 об/мин по каплям вносят её в раствор селенистой кислоты со стабилизатором. Полученный раствор перемешивают в течение 10 минут.

На следующей стадии синтеза проводят дополнительную обработку раствора воздействием ультразвукового излучения с целью интенсификации процесса перемешивания. Ультразвуковое излучение имеет следующие значения параметров:

Частота озвучивания рабочего раствора 20 кГц Частота модуляции УЗ-излучения 10 Гц Время озвучивания рабочего раствора 11 минут Относительная мощность УЗ-излучения 35 Вт/л

Полученная антиоксидантная наноразмерная форма эссенциального микроэлемента селена представляет собой наночастицы селена, покрытые слоем стабилизатора (бычьего сывороточного альбумина). Стоит отметить, что в процессе синтеза получают дегидрокарбоновую кислоту, которая окисляется до щавелевой кислоты и удаляется элетродиализом.

Пример 3

Антиоксидантную наноразмерную форму эссенциального микроэлемента селена получают методом химического осаждения в водной среде при комнатной температуре. Для этого готовят 0,0035М раствор селенистой кислоты в дистиллированной воде, в котором растворяют навеску стабилизатора 0,0804 г. Затем в стеклянный стакан, оснащенный магнитной мешалкой, вносят 10 мл раствора селенистой кислоты со стабилизатором. Готовят 5 мл 0,031М раствора аскорбиновой кислоты в дистиллированной воде и при постоянном перемешивании со скоростью 600 об/мин по каплям вносят её в раствор селенистой кислоты со стабилизатором. Полученный раствор перемешивают в течение 10 минут.

На следующей стадии синтеза проводят дополнительную обработку раствора воздействием ультразвукового излучения с целью интенсификации процесса перемешивания. Ультразвуковое излучение имеет следующие значения параметров:

Частота озвучивания рабочего раствора 29 кГц Частота модуляции УЗ-излучения 45 Гц Время озвучивания рабочего раствора 17 минут Относительная мощность УЗ-излучения 90 Вт/л

Полученная антиоксидантная наноразмерная форма эссенциального микроэлемента селена представляет собой наночастицы селена, покрытые слоем стабилизатора (бычьего сывороточного альбумина). Стоит отметить, что в процессе синтеза получают дегидрокарбоновую кислоту, которая окисляется до щавелевой кислоты и удаляется элетродиализом.

Пример 4

Антиоксидантную наноразмерную форму эссенциального микроэлемента селена получают методом химического осаждения в водной среде при комнатной температуре. Для этого готовят 0,0035М раствор селенистой кислоты в дистиллированной воде, в котором растворяют навеску стабилизатора 0,0804 г. Затем в стеклянный стакан, оснащенный магнитной мешалкой, вносят 10 мл раствора селенистой кислоты со стабилизатором. Готовят 5 мл 0,031М раствора аскорбиновой кислоты в дистиллированной воде и при постоянном перемешивании со скоростью 600 об/мин по каплям вносят её в раствор селенистой кислоты со стабилизатором. Полученный раствор перемешивают в течение 10 минут.

На следующей стадии синтеза проводят дополнительную обработку раствора воздействием ультразвукового излучения с целью интенсификации процесса перемешивания. Ультразвуковое излучение имеет следующие значения параметров:

Частота озвучивания рабочего раствора 39 кГц Частота модуляции УЗ-излучения 69 Гц Время озвучивания рабочего раствора 22 минут Относительная мощность УЗ-излучения 150 Вт/л

Полученная антиоксидантная наноразмерная форма эссенциального микроэлемента селена представляет собой наночастицы селена, покрытые слоем стабилизатора (бычьего сывороточного альбумина). Стоит отметить, что в процессе синтеза получают дегидрокарбоновую кислоту, которая окисляется до щавелевой кислоты и удаляется элетродиализом.

Пример 5

Антиоксидантную наноразмерную форму эссенциального микроэлемента селена получают методом химического осаждения в водной среде при комнатной температуре. Для этого готовят 0,0035М раствор селенистой кислоты в дистиллированной воде, в котором растворяют навеску стабилизатора 0,0804 г. Затем в стеклянный стакан, оснащенный магнитной мешалкой, вносят 10 мл раствора селенистой кислоты со стабилизатором. Готовят 0,031М раствор аскорбиновой кислоты в дистиллированной воде и при постоянном перемешивании со скоростью 600 об/мин по каплям вносят её в раствор селенистой кислоты со стабилизатором. Полученный раствор перемешивают в течение 10 минут.

На следующей стадии синтеза проводят дополнительную обработку раствора воздействием ультразвукового излучения с целью интенсификации процесса перемешивания. Ультразвуковое излучение имеет следующие значения параметров:

Частота озвучивания рабочего раствора 40-60 кГц Частота модуляции УЗ-излучения 70-100 Гц Время озвучивания рабочего раствора 23-60 минут Относительная мощность УЗ-излучения 151-300 Вт/л

Полученная антиоксидантная наноразмерная форма эссенциального микроэлемента селена представляет собой наночастицы селена, покрытые слоем стабилизатора (бычьего сывороточного альбумина). Стоит отметить, что в процессе синтеза получают дегидрокарбоновую кислоту, которая окисляется до щавелевой кислоты и удаляется элетродиализом.

С целью определения влияния УЗ-излучения на размерные характеристики и антиоксидантную активность антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена, образцы исследовали методами динамического рассеяния света и спектрофотометрии.

По результатам исследования с помощью метода динамического рассеяния света были получены гистограммы распределения гидродинамических радиусов и значения антиоксидантной активности антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена (фиг. 1-5).

Установлено, что распределение гидродинамического радиуса частиц антиоксидантных наноразмерных форм эссенциального микроэлемента селена, полученных в соответствии с Примерами 1-5 носит мономодальный характер с величиной - от 21 до 567 нм. Антиоксидантная активность антиоксидантных наноразмерных форм эссенциального микроэлемента селена, полученных в соответствии с Примерами 1-5 варьируется от 1,24% до 9,76%.

Технический результат достигается при следующих параметрах:

Частота озвучивания рабочего раствора 29 кГц Частота модуляции УЗ-излучения 45 Гц Время озвучивания рабочего раствора 17 минут Относительная мощность УЗ-излучения 90 Вт/л

При данных значениях антиоксидантная наноразмерная форма эссенциального микроэлемента селена обладает средним гидродинамическим радиусом 21 нм и антиоксидантной активностью 9,76%.

Полученные антиоксидантные наноразмерные формы эссенциального микроэлемента селена, имеют следующее соотношение компонентов, масс. %:

Селен 0,0037 Бычий сывороточный альбумин 0,0012 Дистиллированная вода Остальное

Изобретение относится к области химии, а именно к способу получения антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена. Способ получения антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена, включающий приготовление 10 мл 0,0035М раствора селенистой кислоты в дистиллированной воде, в котором растворяют навеску стабилизатора 0,0804 г, затем приготовление 5 мл 0,031М раствора аскорбиновой кислоты в дистиллированной воде, далее его покапельное внесение в раствор селенистой кислоты и стабилизатора при постоянном перемешивании со скоростью 600 об/мин в течение 10 минут, где в процессе перемешивания проводят дополнительную обработку раствора воздействием ультразвукового излучения со следующими значениями параметров: частота озвучивания рабочего раствора - 29 кГц, частота модуляции УЗ-излучения - 45 Гц, время озвучивания рабочего раствора - 17 минут, относительная мощность УЗ-излучения - 90 Вт/л. Разработан новый способ получения антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена с использованием дополнительной обработки реакционной смеси ультразвуковым излучением, позволяющий ускорить процесс получения наноразмерной формы селена со значительной агрегативной устойчивостью в процессе хранения и выраженной антиоксидантной активностью. 7 ил., 5 пр.

Способ получения антиоксидантной наноразмерной формы эссенциального микроэлемента селена, включающий приготовление 10 мл 0,0035М раствора селенистой кислоты в дистиллированной воде, в котором растворяют навеску стабилизатора 0,0804 г, затем приготовление 5 мл 0,031М раствора аскорбиновой кислоты в дистиллированной воде, далее его покапельное внесение в раствор селенистой кислоты и стабилизатора при постоянном перемешивании со скоростью 600 об/мин в течение 10 минут, отличающийся тем, что в процессе перемешивания проводят дополнительную обработку раствора воздействием ультразвукового излучения со следующими значениями параметров:

Частота озвучивания рабочего раствора 29 кГц Частота модуляции УЗ-излучения 45 Гц Время озвучивания рабочего раствора 17 минут Относительная мощность УЗ-излучения 90 Вт/л