Укрепить иммунитет, ускорить рост сельскохозяйственных животных и повысить урожайность семян помогут стабилизированные наночастицы селена, полученные учеными СКФУ, считают в вузе. Результаты исследований опубликованы в Журнале общей химии.
Селен является одним из необходимых микроэлементов для стабильной работы организмов людей и животных. Он обладает мощным антиоксидантным действием, способствует нормальному росту клеток и стимулирует иммунную систему. Также элемент влияет на ростовые процессы, засухоустойчивость и продуктивность сельскохозяйственных культур, рассказали в Северо-Кавказском федеральном университете (СКФУ).
Как и другие микроэлементы, селен попадает в организм преимущественно с питательными веществами. И вопрос его дефицита связан с особенностями состава почв конкретных территорий. В регионах с недостатком микроэлемента у людей может падать иммунитет, ухудшаться репродуктивная функция, а в некоторых случаях вероятно развитие онкологических заболеваний, объяснили в вузе.
Исследователи СКФУ предполагают, что ситуацию можно исправить путем добавления селена в различные популярные продукты питания или косметику. В обычной форме данный химический элемент плохо усваивается и имеет высокую токсичность, но при его переводе в наноразмеры эти трудности нивелируются.
Ученые заявили, что в таком формате микроэлемент значительно лучше усваивается организмами человека и животного. Растения также положительно реагируют на наноразмерный селен — у них повышается интенсивность прорастания семян и ростовые показатели.
При раздробленности материала до размеров частицы в 10-9 м возрастает его способность вступать в непосредственное взаимодействие с другими веществами и более явственно проявлять основные свойства.
"В последние 10 лет наука о наноматериалах набрала огромную популярность среди исследователей, но синтезировать наночастицы — это только половина дела. Большинство наноматериалов нестабильны, то есть не способны поддерживать форму и утрачивают пользу за пределами лаборатории. Чтобы этого избежать, их необходимо стабилизировать, и наш итог — устойчивый наноселен с защитной поверхностной оболочкой, который можно использовать в производственных целях", — рассказал доцент кафедры физики и технологии наноструктур и материалов физико-технического факультета СКФУ Андрей Блинов.
Ученый добавил, что для синтеза наноселена они выбрали метод химического восстановления. В качестве стабилизаторов исследователи использовали четвертичные аммониевые соединения. Выяснилось, что их количество влияет на величину заряда частиц. Толщина стабилизационного слоя составила от 10 до 40 нм. Это обеспечивает устойчивость вещества и не препятствует проявлению его полезных свойств, уточнил специалист.
Исследовательская группа экспериментально и на основе нейронных сетей выявляла воздействие изменений температуры, скорости добавления и перемешивания реагентов на процесс химической реакции.
"Мы уже провели испытания наноселена на лабораторных животных и сельскохозяйственных растениях. Ни в одном случае не было зафиксировано побочных эффектов, но присутствовало укрепление иммунных функций и стабилизация процессов роста. Также у обработанных семян увеличивалось количество всходов по сравнению с необработанными", — пояснил старший научный сотрудник НИЛ пищевой и промышленной биотехнологии СКФУ Андрей Нагдалян.
По его словам, стабилизированный наноразмерный селен представляет собой оранжевую жидкость. Для удобства работы его можно высушить в порошок. А для реального применения в сельскохозяйственной или пищевой промышленностях достаточно разбавить в воде 0,00001 г порошка.
В ближайшему будущем ученые начнут разработки кормовых добавок, удобрений и других препаратов на основе стабилизированного наноселена. Также планируется более подробное исследование наночастиц на человеческих клеточных культурах для разработки медицинских препаратов, уточнил ученый.
Исследования проводятся в рамках программы Минобрнауки России "Приоритет 2030". СКФУ реализует стратегический проект по обеспечению кадрового и научно-технологического потенциала социально-экономического развития Северного Кавказа, включающий как фундаментальные и перспективные исследования, так и прикладные разработки и технологии.
