Development and optimization of the synthesis procedure of selenium nanoparticles stabilized by methylcellulose

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

As a result of the work performed, a method for synthesizing selenium nanoparticles stabilized with methylcellulose was developed and optimized. Selenious acid was used as a selenium-containing precursor, ascorbic acid as a reducing agent, and methylcellulose as a stabilizer. A multifactorial experiment was conducted to optimize the method for synthesizing selenium nanoparticles stabilized with methylcellulose. It was found that for the synthesis of selenium nanoparticles with the smallest average hydrodynamic radius, the molar concentration of selenious acid in the solution should be in the range from 0,0036 to 0,1033 mol/l, the mass of methylcellulose - from 3,0 to 3,985 g, the molar concentration of ascorbic acid - from 1,52 to 2,12 mol/l. It is shown that pH of the medium, charge and concentration of sodium and barium ions do not affect the average hydrodynamic radius of selenium nanoparticles stabilized with methylcellulose. However, when exposed to iron ions, the radius increases from 150 to 270 nm. It is established that an increase in the concentration and charge of anions has a significant effect on the average hydrodynamic radius of selenium nanoparticles stabilized with methylcellulose. With an increase in the concentration of chlorine ions from 0,1 to 1 mol/l, an increase in the average hydrodynamic radius of particles occurred from 143 to 156 nm, with an increase in the concentration of sulfate ions from 0,1 to 1 mol/l, an increase in the average hydrodynamic radius of particles - from 165 to 6129 nm, with an increase in the concentration of phosphate ions from 0,1 to 1 mol/l, an increase in the average hydrodynamic radius of particles - from 149 to 17000 nm.

About the authors

Anastasia A. Blinova

North-Caucasian Federal University

Ph. D., Docent, Department of Physics and Technology of Nanostructures and Materials, Faculty of Physics and Technology

Alexey A. Gvozdenko

North-Caucasian Federal University

Email: agvozdenko@ncfu.ru
Assistant, Department of Physics and Technology of Nanostructures and Material, Faculty of Physics and Technology

Zafar A. Rekhman

North-Caucasian Federal University

Assistant, Department of Physics and Technology of Nanostructures and Material, Faculty of Physics and Technology

Andrey. V. Blinov

North-Caucasian Federal University

Ph. D., Docent, Department of Physics and Technology of Nanostructures and Materials, Faculty of Physics and Technology

Maxim A. Taravanov

North-Caucasian Federal University

Laboratory Assistant, of the Department of Physics and Technology of Nanostructures and Material, Faculty of Physics and Technology

Ekaterina D. Nazaretova

North-Caucasian Federal University

Laboratory Assistant, Department of Physics and Technology of Nanostructures and Material, Faculty of Physics and Technology

References

  1. Бурцева, Т.И. Селен: эссенциальный микроэлемент (обзор) / Т.И. Бурцева, О.И. Бурлуцкая // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2006. - № 2 (52-2). - С. 7-9.
  2. Ахмеджанова, З.И. Макро-и микроэлементы в жизнедеятельноcти организма и их взаимосвязь с иммунной системой (обзор литературы) / З.И. Ахмеджанова, Г.К. Жиемуратова, Е.А. Данилова, Д.А. Каримов // Журнал теоретической и клинической медицины. - 2020. - № 1. - С. 16-21.
  3. Салимадзе, Э.А.О. Селен и его биологическая роль в живых организмах / Э.А.О. Салимадзе, О.В. Кашарная, Т.С. Ермилова, М.А. Самбурова // Тенденции развития науки и образования. - 2021. - № 80-3. - С. 39-45. doi: 10.18411/trnio-12-2021-120.
  4. Варламова, Е.Г. Уникальность природы микроэлемента селена и его ключевые функции / Е.Г. Варламова, В.Н. Мальцева // Биофизика. - 2019. - № 4. - С. 646-660. doi: 10.1134/S0006302919040021.
  5. Burk, R.F. Regulation of selenium metabolism and transport / R.F. Burk, K.E. Hill // Annual Review of Nutrition. - 2015. - V. 35. - P. 109-134. doi: 10.1146/annurev-nutr-071714-034250.
  6. Скоринова, К.Д. Перспектива создания лекарственных препаратов на основе наночастиц селена (обзор) / К.Д. Скоринова, В.В. Кузьменко, А.И. Василенко // Разработка и регистрация лекарственных средств. - 2020. - Т. 9. - № 2. - С. 33-44.
  7. Шурыгина, И.А. Нанокомпозиты селена-перспективы применения в онкологии / И.А. Шурыгина, М.Г. Шурыгин // Вестник новых медицинских технологий. - 2020. - Т. 27. - № 1. - С. 81-86. doi: 10.24411/1609-2163-2020-16517
  8. Егоров, Н.П. Разработка и проведение экспериментальной оценки эффективности применения в растениеводстве новых видов удобрений, полученных с использованием нанотехнологий / Н.П. Егоров, О.Д. Шафронов, Д.Н. Егоров, Е.В. Сулейманов // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. - 2008. - №. 6. - С. 94-99.
  9. Геляхов, И.М. Создание и исследование космецевтического средства с биологически активными композициями наноселена / И.М. Геляхов, Д.В. Компанцев, И.М. Привалов, Э.Ф. Степанова // Современные проблемы науки и образования. - 2017. - № 5. - Ст. № 73. - 8 с.
  10. Perumal, S. Selenium nanoparticle synthesis from endangered medicinal herb (Enicostema axillare) / S. Perumal, M.V.G. Samy, D. Subramanian // Bioprocess and Biosystems Engineering. - 2021. - V. 44. - I. 9. - P. 1853-1863. doi: 10.1007/s00449-021-02565-z.
  11. Кушнир, С.Е. Процессы самоорганизации микро-и наночастиц в феррожидкостях / С.Е. Кушнир, П.Е. Казин, Л.А. Трусов, Ю.Д. Третьяков // Успехи химии. - 2012. - Т. 81. - Вып. 6. - С. 560-570. doi: 10.1070/RC2012v081n06ABEH004250.
  12. Kipper, A.I. Synthesis and properties of organo-inorganic composites based on daunomycin, polyvinylpyrrolidone, and selenium nanoparticles / A.I. Kipper, L.N. Borovikova, I.V. Yakovlev, O.A. Pisarev // Russian Journal of Applied Chemistry. - 2018. - V. 91. - I. 1. - P. 121-126. doi: 10.1134/S1070427218010196.
  13. Кравцов, А.А. Исследование люминесценции YAG: Ce, допированного наночастицами серебра / А.А. Кравцов, И.С. Чикулина, Д.С. Вакалов и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2021. - Вып. 13. - C. 220-227. doi: 10.26456/pcascnn/2021.13.220.
  14. Ясная, М.А. Определение оптимальных режимов измерения размера коллоидных частиц методами фотонно-корреляционной и акустической спектроскопии / М.А. Ясная, А.В. Блинов, А.А. Блинова и др. // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2020. - Вып. 12. - С. 232-242. doi: 10.26456/pcascnn/2020.12.232.
  15. STATISTICA 12.0. - Режим доступа: https://statistica.software.informer.com/12.0/. - 02.08.2024.
  16. Нейронные сети. STATISTICA Neural Networks: Методология и технологии современного анализа данных / под ред. В.П. Боровикова; 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Горячая линия - Телеком, 2008. - 392 с.
  17. Волкова, А.В. Фотометрическое исследование кинетики коагуляции гидрозоля TiO2 в растворах электролитов / А.В. Волкова, Е.В. Голикова, Л.Э. Ермакова // Коллоидный журнал. - 2012. - Т. 74. - № 1. - С. 35-40.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).