Au (Cu, Ag) КАТУУ ЭРИТМЕСИНИН НАНОБӨЛҮКЧӨЛӨРҮНҮН БИОЛОГИЯЛЫК АКТИВДҮҮЛҮГҮ Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

ОШ МАМЛЕКЕТТИК УНИВЕРСИТЕТИНИН ЖАРЧЫСЫ

ВЕСТНИК ОШСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА BULLETIN OF OSH STATE UNIVERSITY

ISSN: 1694-7452 e-ISSN: 1694-8610

№1/2024, 32-39

БИОЛОГИЯ

УДК: 577.1.

DOI: 10.52754/16948610 2024 1 4

Au(Cu, Ag) КАТУУ ЭРИТМЕСИНИН НАНОБeЛYКЧeлeРYНYН БИОЛОГИЯЛЫК

АКТИВДYYЛYГY

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ НАНОЧАСТИЦ ТВЕРДОГО РАСТВОРА Au(Cu,Ag)

BIOLOGICAL ACTIVITY OF NANOPARTICLES OF THE Au(Cu, Ag) SOLID

SOLUTION

Молдалиев Жоомарт Тумакович

Молдалиев Жоомарт Тумакович Moldaliev Zhoomart Tumakovich

б.и.к., доцент, Ош мамлекеттик университети

к.б.н., доцент, Ошский государственный университет Associate Professor, Osh State University joomart77@oshsu.kg

_ORCID: 0000-0001-5525-7629_

Адамбаева Жыпар^л Ибраимовна

Адамбаева ЖыпаргYл Ибраимовна Adambaeva Zhypargul Ibraimovna

магистр, Ош мамлекеттик университети

магистр, Ошский государственный университет Master, Osh State University

aroma 9@oshsu.kg ORCID: 0009-0003-9862-2528

Au(Cu, Ag) КАТУУ ЭРИТМЕСИНИН НАНОБeЛYКЧeлeРYНYН БИОЛОГИЯЛЫК

АКТИВДYYЛYГY

Аннотация

Au, Cu куймасын менен металлдык Ag менен бирге суу жана спирттик чейреде электрдик учкундуу дисперстее учурунда Au(CuAg) курамындагы катуу эритменин жогорку дисперстуу белукчелеру пайда болоору рентген фазалык анализ методу менен аныктал. Au-Cu-Ag системасынын катуу эритмесинин жогорку дисперстуу белукчелерунун биологиялык активдуулугун изилдее езгече кызыгууну туудурат, анткени системанын металл компоненттеринин нанодисперстуу белукчелеру жогорку биологиялык активдуулукке ээ. Ошондуктан, буудайдын енуп чыгышына жана есушуне Au-Cu-Ag системасынын электр учкундук дисперстее продуктуларынын таасири изилденди. Буудайдын енушуне жана есушуне Au-Cu-Ag системасынын белукчелерунун концентрациясы таасир этээри аныкталды. Концентрациясы 0,01 мг/л болгон Au-Cu-Ag системасынын продуктуларынын эритмелерине чыланган буудайдын уренунун енуусу 1 мг/л концентрациядагы эритмелерде чыланган буудайдын урендерунун енуп чыгуусуна салыштырмалуу 3-5% жогору. Бул законченемдуулук буудайдын есушунде да байкалат. Концентрациясы 0,01 мг/л болгон эритмелерде чыланган буудайдын максималдуу бийиктиги 15 суткадан кийин 10-11 см, ал эми сууда чыланган буудайдын тиешелуу бийиктиги 5-6 см тузет.

Ачкыч свздвр: Au-Cu-Ag системасы, электр учкундук дисперстее, биологиялык активдуулук, буудай, енуу, есуу.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ НАНОЧАСТИЦ ТВЕРДОГО РАСТВОРА Au(Cu,Ag)

Аннотация

Методом рентгенофазового анализа установлено, что при совместном электроискровом диспергировании сплава АиСи и металлического Ag в вреде воды и спирта происходит образование высокодисперсных частиц твердого раствора состава Au(CuAg). Определенный интерес представляет изучение биологической активности высокодисперсных частиц твердого раствора системы Au-Cu-Ag, т. к. высокой биологической активностью обладают

нанодисперсные частицы металлических

компонентов системы. Поэтому изучено влияние продуктов электроискрового диспергирования системы Au-Cu-Ag на всхожесть и рост пшеницы. Установлено, что на всхожесть и рост пшеницы влияет концентрация частиц системы Au-Cu-Ag. Всхожесть семена пшеницы, обработанной с растворами продуктов системы Au-Cu-Ag с концентрацией 0,01 мг/л на 3-5% больше, всхожести семена пшеницы, обработанной с растворами с концентрацией 1 мг/л. Такая закономерность наблюдается и с ростом пшеницы. Максимальная высота пшеницы после обработки с растворами с концентрацией 0,01 мг/л после 15 суток составляет 10-11 см, а соответствующая высота пшеницы обработанной водой составляет 5-6 см. Ключевые слова: система Au-Cu-Ag, электроисковое диспергирование, биологическая активность, пшеница, всхожесть, рост.

BIOLOGICAL ACTIVITY OFNANOPARTICLES OF THE Au(Cu, Ag) SOLID SOLUTION

Abstract

Using X-ray phase analysis, it was established that during joint electric spark dispersion of the AuCu alloy and metallic Ag in water and alcohol, highly dispersed particles of a solid solution of Au(CuAg) composition occur. Of particular interest is the study of the biological activity of highly dispersed particles of a solid solution of the Au-Cu-Ag system, since nanodispersed particles of the metal components of the system have high biological activity. Therefore, the effect of electrospark dispersion products of the Au-Cu-Ag system on the germination and growth of wheat was studied. It has been established that the germination and growth of wheat is affected by the concentration of particles of the Au-Cu-Ag system. The germination rate of wheat seeds treated with solutions of Au-Cu-Ag system products with a concentration of 0.01 mg/l is 3-5% higher than the germination rate of wheat seeds treated with solutions with a concentration of 1 mg/l. This pattern is also observed with the growth of wheat. The maximum height of wheat after treatment with solutions with a concentration of 0.01 mg/l after 15 days is 10-11 cm, and the corresponding height of wheat treated with water is 5-6 cm.

Keywords: Au-Cu-Ag system, electrical dispersion, biological activity, wheat, germination, growth.

Киришуу

Биологиялык активдYY металл нанокYKYмдeрYн eсYмдYк eстYPYYДe колдонуунун эффективдYYЛYГY жeнYндe адабияттарда маалыматтар кеп кездешет. Металл нанокYKYмдeрY уруктарга оцой адсорбцияланып, физиологиялык жана биохимиялык реакциялардын ферменттик системасына активдYY таасир этет. 0сумдYктeрдYн уругунун eнYп чыгуусун жогорулат натыйжада дан eсYмдYктeрYHYн тYШYмдYYЛYГY орто эсеп менен 15%, жашыл eсYмдYктeрдYн массасы 25 %, ал эми картошканын тYШYмдYYлугу 30 % жогорулайт. Ошол эле учурда дандагы глютендин, кYн караманын данында майдын жана тоют eсYмдYктeрYHYн жалбырактуу массасындагы аминокислоталардын кeбeЙYШY байкалат (Юркова, 2014, б. 73)[8].

ЭсYмдYк eстYPYYДe нанометаллдарды колдонууга болгон кызыгуу алардын уникалдуу касиеттери менен байланыштуу. Метал нанобeлYкчeлeрYHYн уулуулугу, ион тYPYндeгY металлдардын уулуулугунан 7-50 эсе аз; узак жана ^п функциялуу таасири бар; зат алмашуу процесстерин жакшыртат, бардык органдарга жана ткандарга нанобeлYкчeлeрдYн иондору оцой кирет. Нанометаллдардын биологиялык активдYYЛYГY бeлYкчeлeрдYн структуралык eзгeчeлYктeрY жана физикалык-химиялык мYнeздeмeлeрY менен байланышкан; Кээ бир металлдардын нанобeлYкчeлeрY башка металлдардын бeлYкчeлeрY менен синергетикалык эффект кeрсeтeт (Омельченко А.В., 2014. 130 б.) [7].

НанобeлYкчeлeрдY масштабдуу eлчeмдe eндYPYY YЧYн технологиялардын пайда болушу менен нанодисперстYY диапазонундагы металлдардын касиеттерин изилдeeгe кызыгуу пайда болду. Бул наноструктуралуу материалдардын «кванттык eлчeмдeгY эффекттерге» ээ болгондугу менен шартталат.

Азыркы этапта практикалык медицинада жана ветеринарияда колдонуу YЧYн нанопрепараттар, нанокристаллдар, нанокYKYмдeр, суспензиялар жана башка наноматериалдар иштелип чыгууда (Алешина, Е. С., и др. (2011). [2].

Наноматериалдар нанобeлYкчeлeрдYн жардамы менен тYЗYлгeн жана жацы касиеттерге ээ объекттерди камтыйт. НанобeлYкчeлeрдYн eлчeмY 100 нм же андан аз .

Метал нанобeлYкчeлeрY eзYнчe агент катары колдонулушу мYмкYн же органикалык кошулмалар: декстранс жана фосфолипиддер менен капталат. Бул форма бeлYкчeлeрдYн агрегациясына бeгeт коет жана коллоиддик эритмелердин туруктуулугун жогорулатат ( Абаева Л. Ф. 2010. 14 б.)[3].

Заманбап нанотехнологиянын эбегейсиз потенциалы бар жана эксперттердин айтымында, нанотехнология 21 -кылымда коомду тYп-тамырынан бери eзгeртeт. Бирок жацы илимий жетишкендиктер экономиканы eнYктYPYYгe, адамдын жашоосунун сапатын жакшыртууга жана айлана-чeйрeгe, флора жана фаунага, айыл чарба eндYPYШYHYн сапатына, суунун курамын жана адамдын ден соолугун жакшыртууга салымын кошот (Глущенко Н.Н.1988, 50б.)[7]. НанобeлYкчeлeр кичинекей болгондуктан, адамдын жана жаныбарлардын организмине коргоочу тосмолор (эпителий, былжыр чел ж. б.) дем алуу органдары жана ичеги-карын жолдору аркылуу оцой eтeт (Богословская О.А. и др. 2009, 125б. Бычковский, П. М., и др. (2011).)[4,5].

Изилдеенун максаты жана милдеттери

- туруктуу наноeлчeмдYY биоактивдYY металлдарды (Аи ,Си, Ag) синтездее YЧYн оптималдуу шарттарды аныктоо;

-нанометаллдардын биологиялык активдYYЛYГYHYн eндYPYш ыкмасына, eлчeмYнe жана физика-химиялык касиеттерине кeз карандылыгын изилдee;

- нанометаллдарды айыл чарба eсYмдYктeрYHYн eсYY стимуляторлору катары сыноо.

Изилдее обьектиси, материалдары жана методдору

НанодисперстYY металл кукYмдeрYн eндYPYYHYн келечектYY ыкмаларынын бири электр учкундук дисперстee (ЭУД) методу болуп саналат. Бул методдо учкун каналында 10000°Сге чейинки температура пайда болот жана бул температуранын таасири астында электроддук материалдар эрип, кайнап кетиши мYмкYн, ал эми учкун разрядын коштогон сокку толкунунун таасири астында, электроддордун микроучасткасында эриген материал, суюк чeйрeгe майда тамчылар тYPYндeгY таркайт жана ал тамчылар eтe жогорку ылдамдыкта муздайт. Бул шарттар туруктуу нанодисперстYY кYKYмдeрдY алууга мYмкYндYк берет.

Au-Cu-Ag системасынын катуу эритмелеринин нанодисперстYY кYKYмдeрYн синтездee YЧYн, металдардын катышы 50:50% (ат.) болгон алтын менен жездин куймасы алынган. Андан кийин бул куймадан жана металлдык кYMYштeн жасалган электроддор бирге электр учкундук дисперстелген. Суюк чeйрe катары дистирденген суу жана этил спирти колдонулду.

Бир учкун разрядынын энергиясы 0,05 Дж барабар. Au-Cu-Ag системасынын синтезделген кYKYмдeрYHYн фазалык курамы рентген фазалык анализ методу менен изилденди. Алардын дифрактограммалары СиКа нурлануусу менен DRON-3 дифрактометринде тартылды (Адамбаева Ж. И., Сатывалдиев А. С., Токтосунова А. 2020, 286б)[1].

Экспериментталдык белугу. Au-Cu-Ag системасынын сууда жана спиртте электр учкундук дисперстee продуктыларынын рентгендик дифракциясы 1-CYрeттe келтирилди.

1-сурет. Au-Cu-Ag системасынын сууда (1) жана спиртте (2) электр учкундук дисперстee

продуктыларынын рентгендик дифракциясы.

Au-Cu-Ag системасынын электр учкундук дисперстee продуктыларынын фазалык курамы дисперстee жYргузYЛгeн суюк чeйрeнYн жаратылышынан кeз каранды, Сууда алынган продукт эки фазадан турат. Негизги фаза алтындагы жездин жана кYMYштYн катуу эритмеси Au(Cu,Ag) жана аз санда, продуктынын курамында, бир валенттYY жездин оксиди Си2О болот. Au-Cu-Ag системасынын спирттеги электр учкундук дисперстee продуктысы металлдардын эки катуу эритмесинен турат: Ag(Au,Cu) жана Au(Cu,Ag).

Аu-Cu-Ag системасынын электр учкундук дисперстee методу менен алынган нанокYKYмдeрYHYн биологиялык активдYYлугун изилдee YЧYн алардан 10 мг дан аналитикалык таразада тартылып алынды:

1. Аи(Си)+ + А§- спиртте- 10 мг,

2. Аи(Си)- + А§+ спирт-10 мг,

3. Аи(Си)++ А§- сууда-10 мг,

4. Au (Cu)- + А§+ сууда-10 мг,

5. Аи (Си) + AuCu спирт-10 мг,

6. Аи (Си) + AuCu сууда-10 мг.

Буудайдын YрeeнY себYYHYн алдында металлдардын нанобeлYкчeлeрYHYн эритмелери менен иштетилет. БелгилYY сандагы (100 даана) буудайдын YPeeнY металлдардын нанобeлYкчeлeрYHYн 10 мл эритмесине 1 суткага чыланып коюлат. Алдын ала металлдардын нанобeлYкчeлeрYHYн эритмелери даярдалат.

A. Металлдардын нанобeлYкчeлeрYHYн эритмелерин даярдоо. Металлдардын нанобeлYкчeлeрYHYн эритмелеринин концентрациясы С = 0,01-1,0 мг/л болуш керек. Мындай концентрациядагы эритмелер тeмeнкYдeй даярдалат.

• 10 мг Ме + 100 мл суу —>100 мл конц. 100 мг/л болгон эритме

• 1 мл эритме (100 мг/л) + 99 мл суу —>100 мл конц. 1 мг/л болгон эритме

• 1мл эритме (1мг/л) + 99 мл суу —100 мл конц.0,01мг/л болгон эритме

Концентрациялары 1мг/л жана 0,01мг/л болгон эритмелерде буудайдын YрeeнY чыланат.

Б. Буудайдын YрeeнYн даярдоо. Буудайдын белгилYY "Жигер" сортунан 100 даанадан саналып алынат. Буудайдын урeeндeрY сапаттуу болушу керек.

B. ТeмeнкY металлдардын жана металлдык композиттердин биологиялык активдYYЛYГY текшерилет:

1. Au(Cu)+ + А§- , чeйрeсY - спиртте, -1-иш ;

2. Au(Cu) - + А§+, чeйрeсY - спиртте,-2-иш;

3. А^^^ + А§- , чeйрeсY - сууда,-3-иш;

4. Au(Cu) - + А§+, чeйрeсY - сууда ,-4-иш;

5. AuCu + AuCu, чeйрeсY - спиртте,-5-иш;

6. AuCu + AuCu , чeйрeсY - сууда, -6-иш.

Жогоруда келтирилген 6 YЛгYнун эритмелеринен экиден паралелдYY эксперимент коюлат. Ошентип ар бир концентрациясынан (1 мг/л жана 0,01 мг/г) 12 даана Петри табагында (чашкасында) эксперимент жYргYЗYлeт, ал эми эки Петри табагында, салыштыруу максатында, сууда чыланган YPeн eстYPYЛДY. Жалпысынан 26 даана Петри табагына эксперимент жYргзYЛДY.

Au-Cu-Ag системасынын нанокYKYмдeрYHYн эритмелеринде чыланган буудай ypbhyhyh eнYШY жана алардын eсYШY 1, 2-таблицаларда келтирилген.

1-таблица. Au-Cu-Ag системасынын нанобeлYкчeлeрYHYн концентрациясы 1 мг/л болгон эритмелеринде чыланган буудай YрeнYHYн eнYШY жана алардын eсYШY

№ Концентрация, мг/л YрeндYн e^mY, % КeчeттYн узундугу, см

min max

1 1 85 6 8

2 1 83 4 8,9

3 1 88 5 9

4 1 87 5,5 11

5 1 88 7,5 11,2

6 1 89 8,5 7

7 Суу 82 3,5 5,3

1 1 87 6,5 8,6

2 1 86 5,5 7

3 1 87 4,7 6,8

4 1 87 4,8 9,3

5 1 89 4,5 10,5

6 1 90 5 11,9

7 Суу 85 4,5 5,5

2-таблица. Au-Cu-Ag системасынын нанобeлYкчeлeрYHYн концентрациясы 0,01 мг/л болгон эритмелеринде чыланган буудай YрeнYHYн eнYШY жана алардын eсYШY

№ Концентрация, YрeндYн e^mY, % КeчeттYн узундугу, см

мг/л min max

1 0,01 86 4 9,2

2 0,01 85 4,1 10,1

3 0,01 90 4,2 10

4 0,01 89 4 11

5 0,01 88 3,8 10,8

6 0,01 89 3,8 11,2

7 Суу 85 3 4,8

1 0,01 89 4,2 8,8

2 0,01 86 5,5 9

3 0,01 88 4,7 10

4 0,01 88 4,8 9,3

5 0,01 92 4,5 10,5

6 0,01 93 5 11,9

7 Суу 87 4,5 5,5

Изилдввдвн алынган жыйынтыктар жана аларды талкуулоо. Нанометаллдарды изилдeeгe болгон кызыгуу алардын, макроскопиялык дисперстYYлуктeгY ошол эле металлдын кYKYмдeрYнe салыштырмалуу, нанобeлукчYлeрдYн eзгeчe физикалык жана химиялык касиеттери жана биологтялык активдYYЛYгу менен байланышкан.

НанобeлYкчeлeрдYн кичинекей eлчeмY алардын биологиялык мембраналардан eтYШYнe, ички чeйрeдe топтолушуна, мYмкYн ДНКга же белокторго интеграцияланууга жана ошону менен алардын функцияларын eзгeртYYгe мYмкYндYк берет.

Ошондуктан, буудайдын YрeнYHYн eнYYCYнe жана eсYШYнe электр учкундук дисперстee методу менен синтезделген Au-Cu-Ag системасынын нанобeлYкчeлeрYHYн таасири

изилденди. Буудайдын уругунун eнYШYнe Au-Cu-Ag системасынын нанобeлYкчeлeрYHYн концентрациясы таасир этет. Концентрациясы 0,01 мг/л болгон эритмеде чыланган уруктун eнYШY концентрациясы 1 мг/л болгон эритмеде чыланган урукка салыштырмалуу жогору жана 88-90% тYЗДY, ал эми сууда чыланган уруктун eнYп чыгышы 85-87% барабар.

Au-Cu-Ag системасынын нанобeлYкчeлeрYHYн концентрациясы уруктан eнYп чыккан буудайдын eсYШYнeда таасир этет.

Концентрациясы 0,01 мг/л болгон эритмеде чыланган уруктан eнYп чыккан буудайдын eсYШY концентрациясы 1 мг/л болгон эритмеде чыланган уруктан eнYп чыккан буудайдын eсYШYнe салыштырмалуу 2-3 см жогору жана 15 суткадан кийинки буудайдын орточо максималдуу узундугу 10-11 см барабар, ал эми сууда чыланган уруктан eнYп чыккан буудайдын узундугу 5-6 см барабар.

2-CYpeT. Буудайдын YрeнYн Au-Cu-Ag 3-CYpeT. Au-Cu-Ag система-сынын

системасынын нанобeлYкчe-лeрYHYн нанобeлYкчeлeрYHYн эритмесинде чыланган

эритмесинде чылоо буудайдын YрeнYHYн 3 суткадан кийин e^mY

4-CYpeT. Au-Cu-Ag системасынын нанобeлYкчeлeрYHYн эритмесинде чыланган буудайдын YрeнYнeн eнYп чыккан буудайдын 15 суткадан кийинки eсYШY.

Корутунду

1. Äu-Cu"Ag системасынын электр учкундук дисперстее продуктыларынын фазалык курамы рентген фазалык анализ методу менен аныкталды. Синтезделген продуктылардын фазалык курамы дисперстее жYргузYлген суюк чейренYн жаратылышынан кез каранды,

2. Буудайдын уругунун енYШYне жана есYШYне Äu-Cu-Ag системасынын нанобелYкчелерYHYн концентрациясы таасир этет. Концентрациясы 0,01 мг/л болгон эритмеде чыланган уруктун енYШY жана есYШY концентрациясы 1 мг/л болгон эритмеде чыланган урукка салыштырмалуу жогору.

Адабияттар

1. Адамбаева Ж. И., и др. (2020) "Наука, новые технологии и инновации Кыргызстана" №11/2020, с.286.

2. Алешина, Е. С., и др. (2011). «Оценка биологической активности углеродных наноматериалов в тесте бактерицидности». Вестник ОГУ. № 12 -131. сс. 315-317.

3. Абаева, Л. Ф. и др. (2010). Наночастицы и нанотехнологии сегодня и завтра. Альманах клинической медицины.- № 22. сс. 10-17.

4. Богословская О.А. и др. (2009). «Изучение безопасности введения наночастиц меди с различными физико-химическими характеристиками в организм животных». Вестник ОГУ, №2. - сс.124-127.

5. Бычковский, П. М., и др. (2011). «Золотые наночастицы: синтез, свойства, биомедицинское применение» Российский биотерапевтический журнал. Т. 10. - № 3. сс. 37-46.

6. Глущенко Н.Н. (1988). Физикохимические закономерности биологического действия высокодисперсных порошков металлов//автореферат докт. дис. М.50.

7. Омельченко А.В. и др. (2014). Ученые записки Таврического национального университета Серия «Биология, химия». Стимулирующее действие наночастиц серебра на рост и развитие растений пшеницы. Том 27 (66). № 1. сс. 127-135.

8. Юркова, И.Н. и др. (2014). «Влияние наночастиц серебра на ростовые процессы пшеницы». Вестник ВСГУТУ. № 1. сс. 69-73.