Помощь студентам в учебе
Исследование и разработка биоцидов на основе кластерного серебра
|
ВВЕДЕНИЕ 7
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 10
1.1 Свойства кластерного серебра и способы его получения 10
1.2 Действие кластерного серебра на микроорганизмы 12
1.3 Механизм биоцидного действия препаратов серебра 14
1.4 Особенности наночастиц серебра и методов их формирования 16
1.5 Токсичность биоцидов с кластерным серебром 18
1.6 Использование биоцидов на основе кластерного серебра для дезинфекции и в медицине 21
1.7 Заключение по обзору литературы 29
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 31
2.1 Организация выполнения работы 31
2.2 Объекты исследования, оборудование 32
2.3 Методы исследований 33
2.4 Результаты собственных исследований 36
ГЛАВА 3 ИНЖЕНЕРНАЯ ЧАСТЬ 46
3.1 Основные этапы производства биоцидов на основе
кластерного серебра 46
3.2 Технологическая схема производства биоцидов 47
3.3 Описание технологического оборудования 51
3.4 Автоматизация технологического процесса 55
ГЛАВА 4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 62
4.1 Расчет себестоимости биоцидов 62
4.2 Экономическое обоснование использования готового биоцида 66
ГЛАВА 5 БЕЗОПАСНОСТЬ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ 69
5.1 Условия труда 69
5.2 Безопасность работы в микробиологической лаборатории 72
5.3 Оказание первой медицинской помощи 85
ГЛАВА 6 БИОЭТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ 87
6.1 Медико-фармацевтические проблемы биоэтики 87
6.2 Биоэтические проблемы применения препаратов на основе
кластерного серебра 94
ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ 97
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 98
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 10
1.1 Свойства кластерного серебра и способы его получения 10
1.2 Действие кластерного серебра на микроорганизмы 12
1.3 Механизм биоцидного действия препаратов серебра 14
1.4 Особенности наночастиц серебра и методов их формирования 16
1.5 Токсичность биоцидов с кластерным серебром 18
1.6 Использование биоцидов на основе кластерного серебра для дезинфекции и в медицине 21
1.7 Заключение по обзору литературы 29
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 31
2.1 Организация выполнения работы 31
2.2 Объекты исследования, оборудование 32
2.3 Методы исследований 33
2.4 Результаты собственных исследований 36
ГЛАВА 3 ИНЖЕНЕРНАЯ ЧАСТЬ 46
3.1 Основные этапы производства биоцидов на основе
кластерного серебра 46
3.2 Технологическая схема производства биоцидов 47
3.3 Описание технологического оборудования 51
3.4 Автоматизация технологического процесса 55
ГЛАВА 4 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 62
4.1 Расчет себестоимости биоцидов 62
4.2 Экономическое обоснование использования готового биоцида 66
ГЛАВА 5 БЕЗОПАСНОСТЬ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ 69
5.1 Условия труда 69
5.2 Безопасность работы в микробиологической лаборатории 72
5.3 Оказание первой медицинской помощи 85
ГЛАВА 6 БИОЭТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ БЕЗОПАСНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ ПРЕПАРАТОВ 87
6.1 Медико-фармацевтические проблемы биоэтики 87
6.2 Биоэтические проблемы применения препаратов на основе
кластерного серебра 94
ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ 97
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 98
Кластер - группа близко расположенных, связанных друг с другом атомов, молекул, ионов, подобие кристалла. Кластерные группы атомов и ионов определенного вещества - это промежуточная стадия между отдельными атомами и объёмным веществом. Термины «кластер», «наночастица» широко ис-пользуются в современной бурно развивающейся межнаучной дисциплине «наноматериалы и нанотехнологии». Благодаря своим малым размерам, кластеры или наночастицы обладают необычными, уникальными свойствами, которые сейчас во всем мире активно изучают и начинают использовать.
Кластерное серебро - это разновидность коллоидного серебра, но с меньшим размером серебряных частиц.
Кластерное серебро обладает широким спектром антимикробной активности, обладает мощным противовирусным и противогрибковым действием. Это натуральный антисептик, который не вызывает аллергии и побочных эффектов, не накапливается в организме и легко, практически полностью выводится естественным путём (через ЖКТ, почки и т.д.) в течение 1-2 недель после прекращения применения. Простота и эффективность применения позволяют активно использовать препараты серебра в домашних условиях.
Целебные свойства серебра и его соединений известны с древнейших времен. Первое исторически достоверное упоминание о целительных свойствах серебра относится к V веку до нашей эры. Древнегреческий историк Геродот (490-425 гг. до нашей эры) упоминает об использовании персидским царем Киром «серебряной воды» - воды, хранившейся в священных серебряных сосудах для профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний у воинов в походных условиях.
В средневековье алхимики и врачеватели широко использовали в своих снадобьях препараты серебра, в частности, «адский камень», азотнокислое серебро.
Так, выдающийся алхимик и врач барон Филипп Теофаст фон Гогенгейм,известный под псевдонимом Парацельс (1493-1541 гг.) успешно лечил многие заболевания, включая желтуху и эпилепсию, снадобьями, в состав которых входило серебро.
В рецептурах и снадобьях восточной медицины - тибетской, китайской, индусской, тайской - также использовались соединения серебра и металлическое серебро.
Изучение целительного действия кластерного серебра началось со второй половины XIX века после открытия в 70-х годах немецким гинекологом Карлом Креде мощного антигонобленорейного эффекта у 1 % раствора азотнокислого серебра. Это открытие позволило ликвидировать в родильных домах Гер¬мании гнойные гонорейные воспаления глаз у новорожденных.
В России кластерное серебро также получило высокую оценку врачей, что способствовало его активному использованию в военно-полевой хирургии на полях русско-японской войны в 1904 г..
В настоящее время наблюдается заметный всплеск интереса к серебряной химиотерапии. На рынке появились новые серебросодержащие препараты, перевязочные средства, приборы и аппараты.
Продукты на основе серебра являются одним из немногих положительных явлений на рынках США и Европы. Серебро завоевало сильные позиции на японском рынке, в стране, где придают большое значение противомикробной защите. В Японии ионы серебра наносятся на неорганическую матрицу/подложку, образуя такие продукты, как биоциды на основе цеолитов или алюмосиликатов, которые часто используются для того, чтобы защитить потребителей, особенно, в больничных условиях, где существенной проблемой является сдерживание распространение болезней.
На российском рынке все чаще стали появляться препараты, содержащие серебро в качестве консервантов, антисептиков, дезинфекционных средств.
Серебро, в отличие от органических (химических) консервантов и дезинфектантов, - природный элемент, не загрязняющий природу. Это - экологически чистый, «зеленый» продукт. Являясь сильным биоцидом для микробов и вирусов, серебро, в отличие от других металлов, в то же время гораздо менее токсично для многоклеточных организмов.
Установлено, что наночастицы серебра являются одним из перспективных дезинфицирующих средств. 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 и т.д. К действию любого антибиотика микроорганизмы приспосабливаются за 7-10 лет.
Настоящая выпускная квалификационная работа посвящена исследова¬нию и разработке биоцидов на основе кластерного серебра.
Для достижения поставленной цели сформулированы задачи исследований:
- провести анализ отечественных и зарубежных литературных данных по изучаемой проблеме, сформулировать задачи собственных исследований;
- подобрать объекты и методы исследования;
- выбрать штаммы микроорганизмов для исследования влияния биоцидов на основе кластерного серебра;
- провести сравнительный анализ влияния биоцида на основе кластерного серебра на штаммы микроорганизмов.
Кластерное серебро - это разновидность коллоидного серебра, но с меньшим размером серебряных частиц.
Кластерное серебро обладает широким спектром антимикробной активности, обладает мощным противовирусным и противогрибковым действием. Это натуральный антисептик, который не вызывает аллергии и побочных эффектов, не накапливается в организме и легко, практически полностью выводится естественным путём (через ЖКТ, почки и т.д.) в течение 1-2 недель после прекращения применения. Простота и эффективность применения позволяют активно использовать препараты серебра в домашних условиях.
Целебные свойства серебра и его соединений известны с древнейших времен. Первое исторически достоверное упоминание о целительных свойствах серебра относится к V веку до нашей эры. Древнегреческий историк Геродот (490-425 гг. до нашей эры) упоминает об использовании персидским царем Киром «серебряной воды» - воды, хранившейся в священных серебряных сосудах для профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний у воинов в походных условиях.
В средневековье алхимики и врачеватели широко использовали в своих снадобьях препараты серебра, в частности, «адский камень», азотнокислое серебро.
Так, выдающийся алхимик и врач барон Филипп Теофаст фон Гогенгейм,известный под псевдонимом Парацельс (1493-1541 гг.) успешно лечил многие заболевания, включая желтуху и эпилепсию, снадобьями, в состав которых входило серебро.
В рецептурах и снадобьях восточной медицины - тибетской, китайской, индусской, тайской - также использовались соединения серебра и металлическое серебро.
Изучение целительного действия кластерного серебра началось со второй половины XIX века после открытия в 70-х годах немецким гинекологом Карлом Креде мощного антигонобленорейного эффекта у 1 % раствора азотнокислого серебра. Это открытие позволило ликвидировать в родильных домах Гер¬мании гнойные гонорейные воспаления глаз у новорожденных.
В России кластерное серебро также получило высокую оценку врачей, что способствовало его активному использованию в военно-полевой хирургии на полях русско-японской войны в 1904 г..
В настоящее время наблюдается заметный всплеск интереса к серебряной химиотерапии. На рынке появились новые серебросодержащие препараты, перевязочные средства, приборы и аппараты.
Продукты на основе серебра являются одним из немногих положительных явлений на рынках США и Европы. Серебро завоевало сильные позиции на японском рынке, в стране, где придают большое значение противомикробной защите. В Японии ионы серебра наносятся на неорганическую матрицу/подложку, образуя такие продукты, как биоциды на основе цеолитов или алюмосиликатов, которые часто используются для того, чтобы защитить потребителей, особенно, в больничных условиях, где существенной проблемой является сдерживание распространение болезней.
На российском рынке все чаще стали появляться препараты, содержащие серебро в качестве консервантов, антисептиков, дезинфекционных средств.
Серебро, в отличие от органических (химических) консервантов и дезинфектантов, - природный элемент, не загрязняющий природу. Это - экологически чистый, «зеленый» продукт. Являясь сильным биоцидом для микробов и вирусов, серебро, в отличие от других металлов, в то же время гораздо менее токсично для многоклеточных организмов.
Установлено, что наночастицы серебра являются одним из перспективных дезинфицирующих средств. 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 и т.д. К действию любого антибиотика микроорганизмы приспосабливаются за 7-10 лет.
Настоящая выпускная квалификационная работа посвящена исследова¬нию и разработке биоцидов на основе кластерного серебра.
Для достижения поставленной цели сформулированы задачи исследований:
- провести анализ отечественных и зарубежных литературных данных по изучаемой проблеме, сформулировать задачи собственных исследований;
- подобрать объекты и методы исследования;
- выбрать штаммы микроорганизмов для исследования влияния биоцидов на основе кластерного серебра;
- провести сравнительный анализ влияния биоцида на основе кластерного серебра на штаммы микроорганизмов.
1. Изучена отечественная и зарубежная литература по кластерному серебру и препаратам на его основе. Исследованы механизм действия и области применения препаратов на основе кластерного серебра.
2. Исследовано влияние разработанных биоцидов на основе кластерного серебра различной концентрации на микроскопические грибы (Alternaria, Penicillium, Aspergillus niger), бактерии рода E. coli, Bacillus subtilis, МАФАнМ, и колиформные бактерий (БГКП), Staphylococcus (iureus.
3. Установлено, что растворы кластерного серебра обладают выражен¬ной бактерицидной активностью в отношении используемых микроорганизмов. Подобрана концентрация раствора кластерного серебра, при которой достигалась максимальная гибель патогенных микроорганизмов.
4. Разработана технологическая схема получения биоцидов, характеризующаяся разбавлением кластерного серебра до концентрации 10 ppm, добавлением водорода пероксида, пропиленгликоля, рисового крахмала и от¬душки «Алое Вера». Биоцид перемешивают в течении 10 минут. Содержание компонентов на 1 л, биоцида следующее: кластерное серебро - 10 мл, дистиллированная вода - 807 мл, водорода пероксид - 30 мл, пропиленгликоль - 50 мл, крахмал рисовый - 100 г, отдушка «Алое Вера» - 3 мл.
5. Изучены физико-химические свойства биоцида на основе кластерного серебра.
6. Рассчитана себестоимость полученного биоцида на основе кластерного серебра и экономическое обоснование использования готового биоцида. По расчетам ожидаемая прибыль от использования разработанной технологии составляет 130,66 руб. за 1 л продукции. Оптовая цена будет при этом в 7-24 раза ниже рыночной.
2. Исследовано влияние разработанных биоцидов на основе кластерного серебра различной концентрации на микроскопические грибы (Alternaria, Penicillium, Aspergillus niger), бактерии рода E. coli, Bacillus subtilis, МАФАнМ, и колиформные бактерий (БГКП), Staphylococcus (iureus.
3. Установлено, что растворы кластерного серебра обладают выражен¬ной бактерицидной активностью в отношении используемых микроорганизмов. Подобрана концентрация раствора кластерного серебра, при которой достигалась максимальная гибель патогенных микроорганизмов.
4. Разработана технологическая схема получения биоцидов, характеризующаяся разбавлением кластерного серебра до концентрации 10 ppm, добавлением водорода пероксида, пропиленгликоля, рисового крахмала и от¬душки «Алое Вера». Биоцид перемешивают в течении 10 минут. Содержание компонентов на 1 л, биоцида следующее: кластерное серебро - 10 мл, дистиллированная вода - 807 мл, водорода пероксид - 30 мл, пропиленгликоль - 50 мл, крахмал рисовый - 100 г, отдушка «Алое Вера» - 3 мл.
5. Изучены физико-химические свойства биоцида на основе кластерного серебра.
6. Рассчитана себестоимость полученного биоцида на основе кластерного серебра и экономическое обоснование использования готового биоцида. По расчетам ожидаемая прибыль от использования разработанной технологии составляет 130,66 руб. за 1 л продукции. Оптовая цена будет при этом в 7-24 раза ниже рыночной.