Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ получения наночастиц кремнезема

Классы МПК:C01B33/14 коллоидный диоксид кремния, например дисперсии, гели, золи
B82B1/00 Наноструктуры
A61K31/70  углеводы; сахара; их производные
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Учреждение Российской академии наук Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения РАН (Институт геологии и минералогии СО РАН, ИГМ СО РАН) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2010-03-30
публикация патента:

Изобретение относится к получению наночастиц кремнезема. Способ включает получение нанозоля кремнезема путем гидролиза тетраэтоксисилана (ТЭОС) при соотношении ТЭОС : этанол : вода, подкисленная HCl до рН 1,5-2, = 1:5:6 и созревание нанозоля. Созревание нанозоля проводят в течение двух часов при температуре 40-50°С. Созревший нанозоль разбавляют водой в соотношении 1:8, вводя в него анионообменную смолу АВ 17/2 в весовом соотношении нанозоль : смола = 10:(2,8-3). Перемешивают в течение 15-20 минут и отфильтровывают нанозоль от гранул аниоонообменной смолы. Изобретение позволяет получать нанозоль с рН 6,5-7, устойчивый к агрегации наночастиц и коагуляции при добавлении к нему биологических буферных растворов, растворов белка пилолизина или растворов олигонуклеотидов.

Область техники

Изобретение относится к нанотехнологиям, а именно к получению золя наночастиц кремнезема, предназначенного для применения в медицинских целях, в частности, в качестве транспортера олигонуклеотидов в пораженные клетки в виде комплексов наночастица-олигонуклеотид.

Уровень техники

Уникальную возможность лечения генных заболеваний (опухолей и инфекций вирусной природы) открывает способность олигонуклеотидов выполнять коррекцию мутаций в поврежденных генах. Однако существует проблема доставки олигонуклеотидов к поврежденному гену. Эта проблема может быть разрешена, в частности, с помощью комплекса наночастица - олигонуклеотид, способного проникать в клетки млекопитающих. Известно, что производные олигонуклеотидов, адресованные к структуре генома, способны иммобилизоваться на наночастицах TiO2 и SiO2. Так, например, в работе (Paunesku, Т.Biology of TiO2 - oligonucleotide nanocomposites / Т.Paunesku, Т.Rajh, G.Wiederrecht, J.Maser, S.Vogt, N.Stojicevic, M.Protic, B.Lai, J.Oryhon, M.Thumauer, G.Woloschak // Nature materials. - 2003. - V.2. - P.343-345) обнаружена уникальная способность комплекса: наночастица TiO 2 - олигонуклеотид ДНК проникать в клетки млекопитающих.

Уникальные свойства наночастиц TiO2 и SiO 2 обусловлены наноразмерным эффектом. Для эффективного проникновения наночастиц в клетки требуемый размер наночастиц должен составлять 4-5 нм.

Известен способ синтеза наночастиц кремнезема (SiO2), описанный в патенте № 2370310, опубл. 20 октября 2009 г., состоящий в том, что при приготовлении золя кремнезема использованы мольные отношения реагентов: тетраэтоксисилан (ТЭОС) : вода, подкисленная HCl до рН 1,5-2, : этанол = 1:6:5.

Однако водно-этаноловый нанозоль наночастиц кремнезема с размером 5-8 нм, полученных этим способом, имеет высокое содержание HCl с рН нанозоля 1,5-2 и содержание этанола 30 об. %, что препятствует его непосредственному применению в медицинских целях. Кроме этого, в кислых средах наночастицы кремнезема быстро агрегируют с образованием пространственной сетки геля. Поэтому для сохранения коагуляционной стабильности нанозоля в него вводят поверхностно-активное вещество - цетилтриметиламмония хлорид, что также нежелательно при использовании золя в медицинских целях.

Задачей изобретения является разработка способа получения стабильного нанозоля частиц кремнезема (SiO 2) с размером 4-5 нм с рН 6,5-7, пригодного для создания комплекса: наночастица SiO2 - олигонуклеотид ДНК и его дальнейшего использования в лечебных целях.

Раскрытие изобретения

Сущность изобретения состоит в том, что в известном способе получения нанозоля кремнезема, включающем получение кислого нанозоля кремнезема с рН 1,5-2 путем гидролиза тетраэтоксисилана (ТЭОС) в смеси ТЭОС : этанол : вода, подкисленная HCl до рН 1,5-2,=1:5:6 соответственно, с последующей выдержкой для созревания нанозоля, время созревания нанозоля составляет два часа при температуре 40-50°С. Созревший нанозоль с размером наночастиц 4-5 нм для стабилизации разбавляют водой в соотношении 1:8, что препятствует агрегации наночастиц, при этом рН нанозоля повышается до 3-3,5. Затем в нанозоль вводят анионообменную смолу АВ 17/2 в весовом соотношении нанозоль : смола, равном 10:(2,8-3), перемешивают в течение 15-20 минут и отфильтровывают гранулы смолы от нанозоля.

При этом достигается следующий технический результат:

- получают прозрачный бесцветный нанозоль кремнезема с рН 6,5-7;

- за счет высокой степени разбавления при нейтральном заряде поверхности частиц получают нанозоль, устойчивый к агрегации наночастиц и коагуляции нанозоля, по крайней мере в течение 48-72 часов;

- получают нанозоль, содержащий этанол в количестве не более 2-2,5%;

- полученный нанозоль устойчив к агрегации наночастиц и коагуляции при добавлении к нему: а) биологических буферных растворов; б) растворов белка пилолизина; в) растворов олигонуклеотидов;

- полученный нанозоль при использовании в медицинских целях может быть разбавлен до концентрации 1:100, что дополнительно увеличивает его устойчивость к агрегации частиц и коагуляции.

Обоснование введенных признаков

Для получения нейтрального (рН 6,5-7) нанозоля кремнезема с размером частиц 4-5 нм впервые используют кислые нанозоли кремнезема, получаемые путем гидролиза тетраэтоксисилана в растворе этанола и водного раствора HCl (с рН смеси 1,5-2) с последующим созреванием, которые затем разбавляют водой без стабилизации ПАВ и нейтрализуют до рН 6,5-7 путем обработки анионообменной смолой АВ 17/2.

При подготовке к использованию в медицинских целях золь дополнительно разбавляют до нужной концентрации и вводят в него буферные растворы и растворы олигонуклеотидов.

Таким образом, заявляемая совокупность признаков позволяет, исключить высокую кислотность золя и такие нежелательные процессы, как агрегацию наночастиц и образование пространственной сетки геля, и благодаря этому получить коллоидные растворы (нанозоли) наночастиц кремнезема с размером 4-5 нм совместимые с биологическим буферным раствором, растворами пилолизина, раствором олигонуклеотидов. Наночастицы из такого нанозоля способны проникать через клеточную оболочку и могут быть использованы для решения задачи транспорта олигонуклеотидов внутрь клетки в виде комплексов наночастица SiO2 - олигонуклеотид или комплекса наночастица SiO 2 - пилолизин-олигонуклеотид.

Пример осуществления способа

Нанозоль готовят из смеси реагентов: тетраэтоксисилан (ТЭОС) : вода, подкисленная НСl до рН 1,5-2, : этанол, взятых в мольных отношениях: 1:5:6 соответственно. Для созревания нанозоля наночастиц кремнезема до размера 4-5 нм смесь реагентов выдерживают в течение двух часов при температуре 40-50°С. При этом первоначальный объем смеси уменьшается на одну четвертую часть в основном за счет испарения этанола. Далее созревший нанозоль наночастиц с рН=1,5-2 разбавляют водой в соотношении 1:8, в итоге чего рН нанозоля увеличивается до 3,5. В разбавленный нанозоль для полной нейтрализации НСl вводят гранулированную анионообменную смолу АВ 17/2 в весовом соотношении нанозоль : смола = 10:(2,8-3), перемешивают в течение 15-20 минут, что достаточно для протекания процесса нейтрализации HCl, отфильтровывают гранулы смолы с помощью бумажного фильтра и получают нанозоль частиц SiO2 с рН 6,5-7 и содержанием этанола 2-2,5 об.%

Полученный нанозоль кремнезема устойчив к коагуляции и гелеобразованию в течение 10-15 суток при нормальных условиях. При введении в золь биологического буфера электролитов, раствора олигонуклеотидов и комплекса пилолизин - олигонуклиотид коагуляции гелеобразования не происходит.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения наночастиц кремнезема, включающий получение нанозоля кремнезема путем гидролиза тетраэтоксисилана (ТЭОС) при соотношении ТЭОС : этанол : вода, подкисленная HCl до рН 1,5-2,=1:5:6, и созревание нанозоля, отличающийся тем, что созревание нанозоля проводят в течение двух часов при температуре 40-50°С, созревший нанозоль разбавляют водой в соотношении 1:8, вводят в него анионообменную смолу АВ 17/2 в весовом соотношении нанозоль: смола = 10:(2,8-3), перемешивают в течение 15-20 мин и отфильтровывают нанозоль от гранул анионообменной смолы.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2426692

patent-2426692.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C01B33/14 коллоидный диоксид кремния, например дисперсии, гели, золи

Патенты РФ в классе C01B33/14:
способ получения композиционных материалов на основе диоксида кремния -  патент 2528667 (20.09.2014)
способ получения геля кремниевой кислоты -  патент 2525087 (10.08.2014)
способ получения минеральной кремниевой воды -  патент 2523415 (20.07.2014)
дисперсия гидрофобизированных частиц диоксида кремния и изготовленные из нее гранулы -  патент 2472823 (20.01.2013)
способ получения кремнийоксидных соединений, легированных алюминием и редкоземельными элементами -  патент 2436731 (20.12.2011)
способ получения золя оксида кремния, модифицированного алюминатом натрия -  патент 2433953 (20.11.2011)
оксиды кремния -  патент 2431465 (20.10.2011)
содержащая смешанный оксид кремния и титана дисперсия для получения титаносодержащих цеолитов -  патент 2424978 (27.07.2011)
способ упрочнения фотонно-кристаллических пленок на основе монодисперсных сферических частиц кремнезема -  патент 2399586 (20.09.2010)
способ получения фотонно-кристаллических опаловых пленок -  патент 2389683 (20.05.2010)

Класс B82B1/00 Наноструктуры

Патенты РФ в классе B82B1/00:
многослойный нетканый материал с полиамидными нановолокнами -  патент 2529829 (27.09.2014)
материал заменителя костной ткани -  патент 2529802 (27.09.2014)
нанокомпозитный материал с сегнетоэлектрическими характеристиками -  патент 2529682 (27.09.2014)
катализатор циклизации нормальных углеводородов и способ его получения (варианты) -  патент 2529680 (27.09.2014)
способ определения направления перемещения движущихся объектов от взаимодействия поверхностно-активного вещества со слоем жидкости над дисперсным материалом -  патент 2529657 (27.09.2014)
способ формирования наноразмерных структур -  патент 2529458 (27.09.2014)
способ бесконтактного определения усиления локального электростатического поля и работы выхода в нано или микроструктурных эмиттерах -  патент 2529452 (27.09.2014)
способ изготовления стекловидной композиции -  патент 2529443 (27.09.2014)
комбинированный регенеративный теплообменник -  патент 2529285 (27.09.2014)
способ изготовления тонкопленочного органического покрытия -  патент 2529216 (27.09.2014)

Класс A61K31/70  углеводы; сахара; их производные

Патенты РФ в классе A61K31/70:
средство для стимуляции васкуляризации сердечной мышцы при постинфарктном ее ремоделировании в эксперименте -  патент 2526466 (20.08.2014)
вакцина для защиты от lawsonia intracellularis -  патент 2523561 (20.07.2014)
способ интраоперационной и ранней постоперационной инфузионной терапии -  патент 2523555 (20.07.2014)
усовершенствование всасывания терапевтических средств через слизистые оболочки или кожу -  патент 2519193 (10.06.2014)
препарат для профилактики и лечения желудочно-кишечных болезней новорожденных телят, протекающих с признаками диареи -  патент 2516969 (20.05.2014)
энтеросорбент и способ его получения -  патент 2514050 (27.04.2014)
способ терапии при маститах у собак -  патент 2513998 (27.04.2014)
оральная композиция -  патент 2510262 (27.03.2014)
твердые формы (2s,3r,4r,5s,6r)-2-(4-хлор-3-(4-этоксибензил)фенил)-6-(метилтио)тетрагидро-2н-пиран-3,4,5-триола и способы их применения -  патент 2505543 (27.01.2014)
композиция, содержащая фермент рибонуклеазу и/или стеарилглицирретинат или глицирризиновую кислоту или ее соли - глицирризинат аммония, или дикалия, или тринатрия -  патент 2501560 (20.12.2013)

Наверх