Синтез и изучение стабилизации наночастиц селена в среде водорастворимых неионогенных поверхностно-активных веществ

Аннотация

Работа направлена на синтез и изучение стабилизации наночастиц селена в среде водорастворимых неионогенных поверхностно-активных веществ. Наночастицы селена получены методом химического восстановления в водной среде. В качестве селенсодержащего прекурсора использована селенистая кислота, стабилизаторами являлись неионогенные поверхностно-активные вещества, а восстановителем --- аскорбиновая кислота. Определено оптимальное неионогенное поверхностно-активное вещество для стабилизации наночастиц селена. Полученные образцы исследованы методами динамического рассеяния света, акустической и электроакустической спектроскопии. Установлено, что наименьшим радиусом (16 нм) обладают образцы наноселена, стабилизированные Tween 80, а дзета-потенциал составил 17,91 мВ. Образцы исследованы с использованием просвечивающей электронной микроскопии. Результаты анализа полученных микрофотографий показали, что наночастицы селена, стабилизированные Tween 80, имеют сферическую форму, а радиус принадлежит диапазону значений 12...22 нм. Изучено влияние времени экспозиции на агрегативную устойчивость наночастиц селена. Полученные результаты показали, что спустя пять недель экспозиции в образце сформировались агрегаты, а средний радиус частиц увеличился в 2,8 раза --- с 16 до 45 нм

Работа выполнена при поддержке РНФ (грант № 23-16-00120, https://rscf.ru/project/23-16-00120/). Исследование выполнено на оборудовании Центра коллективного пользования СКФУ при финансовой поддержке Минобрнауки России (уникальный идентификатор проекта РФ 2296.61321Х0029)

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Блинов А.В., Рехман З.А., Гвозденко А.А. и др. Синтез и изучение стабилизации наночастиц селена в среде водорастворимых неионогенных поверхностно-активных веществ. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2024, № 2 (113), с. 103--115. EDN: LWCFBA

Литература

[1] Khurana A., Tekula S., Saifi M.A., et al. Therapeutic applications of selenium nanoparticles. Biomed. Pharmacother., 2019, vol. 111, pp. 802--812. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biopha.2018.12.146

[2] Ferro C., Florindo H.F., Santos H.A. Selenium nanoparticles for biomedical applications: From development and characterization to therapeutics. Adv. Healthc. Mater., 2021, vol. 10, iss. 16, art. 2100598. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202100598

[3] Gubarev A.S., Lezov A.A., Mikhailova M.E., et al. Ag(0) nanoparticles stabilized with poly(ethylene glycol)s modified with amino groups: formation and properties in solutions. Colloid J., 2019, vol. 81, no. 13, pp. 226--234. DOI: https://doi.org/10.1134/S1061933X19030062

[4] Bisht N., Phalswal P., Khanna P.K. Selenium nanoparticles: a review on synthesis and biomedical applications. Mater. Adv., 2022, no. 3, pp. 1415--1431. DOI: https://doi.org/10.1039/D1MA00639H

[5] Gudkov S.V., Shafeev G.A., Glinushkin A.P., et al. Production and use of selenium nanoparticles as fertilizers. ACS Omega, 2020, vol. 5, no. 28, pp. 17767--17774. DOI: https://doi.org/10.1021/acsomega.0c02448

[6] Kumar A., Prasad K.S. Role of nano-selenium in health and environment. J. Biotechnol., 2021, vol. 325, pp. 152--163. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2020.11.004

[7] Kieliszek M. Selenium-fascinating microelement, properties and sources in food. Molecules, 2019, vol. 24, iss. 7, art. 1298. DOI: https://doi.org/10.3390/molecules24071298

[8] Chen N., Zhao C., Zhang T. Selenium transformation and selenium-rich foods. Food Biosci., 2021, vol. 40, art. 100875. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fbio.2020.100875

[9] Gac P., Czerwinska K., Macek P., et al. The importance of selenium and zinc deficiency in cardiovascular disorders. Environ. Toxicol. Pharmacol., 2021, vol. 82, art. 103553. DOI: https://doi.org/10.1016/j.etap.2020.103553

[10] Skesters A., Kustovs D., Lece A., et al. Selenium, selenoprotein P, and oxidative stress levels in SARS-CoV-2 patients during illness and recovery. Inflammopharmacol., 2022, vol. 30, no. 2, pp. 499--503. DOI: https://doi.org/10.1007/s10787-022-00925-z

[11] Blinov A.V., Maglakelidze D.G., Rekhman Z.A., et al. Investigation of the effect of dispersion medium parameters on the aggregative stability of selenium nanoparticles stabilized with catamine AB. Micromachines, 2023, vol. 14, iss. 2, art. 433. DOI: https://doi.org/10.3390/mi14020433

[12] Siddiqui S.A., Blinov A.V., Serov A.V., et al. Effect of selenium nanoparticles on germination of Hordeum vulgare barley seeds. Coatings, 2021, vol. 11, iss. 7, art. 862. DOI: https://doi.org/10.3390/coatings11070862

[13] Pekarkova J., Gablech I., Fialova T., et al. Modifications of parylene by microstructures and selenium nanoparticles: evaluation of bacterial and mesenchymal stem cell viability. Front. Bioeng. Biotechnol., 2021, vol. 9, art. 782799. DOI: https://doi.org/10.3389/fbioe.2021.782799

[14] Blinov A.V., Nagdalian A.A., Siddiqui S.A., et al. Synthesis and characterization of selenium nanoparticles stabilized with cocamidopropyl betaine. Sc. Rep., 2022 vol. 12, art. 21975. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-25884-x

[15] Lesnichaya M.V., Aleksandrova G.P., Malysheva S.F., et al. Synthesis of selenium-containing humic nano-biocomposites from sodium bis(2-phenylethyl)phosphi-nodiselenoate. Russ. J. Gen. Chem., 2020, vol. 90, no. 1, pp. 123--128. DOI: https://doi.org/10.1134/S1070363220010193

[16] Валуева С.В., Боровикова Л.Н. Влияние природы биологически активного стабилизатора на спектральные и размерные характеристики гибридных селенсодержащих наносистем. Журнал физической химии, 2019, т. 93, № 1, с. 113--118. DOI: https://doi.org/10.1134/S0044453719010308

[17] Valueva S.V., Vylegzhanina M.E., Plyushchenko A.V. Atomic force microscopy and the optical characteristics of hybrid polymeric nanosystems based on silver and selenium nanoparticles. J. Surf. Investig., 2019, vol. 13, no. 4, pp. 586--593. DOI: https://doi.org/10.1134/S1027451019040177

[18] Boroumand S., Safari M., Shaabani E., et al. Selenium nanoparticles: synthesis, characterization and study of their cytotoxicity, antioxidant and antibacterial activity. Mater. Res. Express, 2019, vol. 6, no. 8, art. 0850d8. DOI: https://doi.org/10.1088/2053-1591/ab2558

[19] Gablech E., Fohlerova Z., Svec K., et al. Selenium nanoparticles with boron salt-based compound act synergistically against the brown-rot Serpula lacrymans. Int. Biodeterior. Biodegradation, 2022, vol. 169, art. 105377. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ibiod.2022.105377

[20] Knepper T.P., Berna J.L. Surfactants: properties, production, and environmental aspects. Compr. Anal. Chem., 2003, vol. 40, pp. 1--49. DOI: https://doi.org/10.1016/S0166-526X(03)40004-4

[21] Salager J.-L., Anton R., Bullone J., et al. How to use the normalized hydrophilic-lipophilic deviation (HLDN) concept for the formulation of equilibrated and emulsified surfactant-oil-water systems for cosmetics and pharmaceutical products. Cosmetics, 2020, vol. 7, iss. 3, art. 57. DOI: https://doi.org/10.3390/cosmetics7030057

[22] Une V.R., Bondarde M.P., Some S. Formulation and development of water-based fragrance from patchouli essential oils using nonionic surfactant. Appl. Nanosci., 2022, vol. 12, no. 9, pp. 2117--2125. DOI: https://doi.org/10.1007/s13204-022-02489-4

[23] Arya S.S., Kaimal A.M., Chib M., et al. Novel, energy efficient and green cloud point extraction: technology and applications in food processing. J. Food Sci. Technol., 2019, vol. 56, no. 13, pp. 524--534. DOI: https://doi.org/10.1007/s13197-018-3546-7

[24] Nirmala M.J., Durai L., Rao K.A., et al. Ultrasonic nanoemulsification of Cuminum cyminum essential oil and its applications in medicine. Int. J. Nanomedicine, 2020, vol. 15, pp. 795--807. DOI: https://doi.org/10.2147/IJN.S230893