Příprava koloidních částic selenu a studium jejich antimikrobiální aktivity

Aneta BUŽKOVÁ

Bachelor's thesis

The preparation of selenium colloidal particles and their antimicrobial activity

Abstract:

Cílem této práce bylo syntetizovat koloidní částice selenu a následně studovat jejich vlastnosti - velikost, stabilitu, cytotoxicitu a antimikrobiální aktivitu. Syntéza byla realizována redukcí seleničitanu sodného tetrahydridoboritanem sodným. Redukce probíhala za teploty 90 °C. Hodnota pH připravených disperzí se pohybovala v rozmezí 9 až 9,8. Koloidní částice selenu byly charakterizovány pomocí UV-vis absorpční spektroskopie, dynamického rozptylu světla, transmisní elektronové mikroskopie a rentgenové fotoelektronové spektroskopie. Byl zkoumán vliv koncentrací reaktantů, rychlosti přídavku redukčního činidla, stabilizátorů a uskladňovacích podmínek na charakteristiky koloidních částic selenu. Pro stabilizaci byl použit hovězí sérový albumin, oleát sodný, quercetin, sodná sůl kyseliny polyakrylové o molekulové hmotnosti 15 000, a poly(diallyldimethylamonium chlorid). Uchovávání disperzí při různém osvětlení nemělo vliv na jejich stabilitu. Uchováváním disperzí při teplotě 4 °C byly získány stabilnější disperze koloidních částic selenu. Použitím stabilizačních činidel hovězího sérového albuminu, oleátu sodného a quercetinu byly disperze stabilní po více jak půl roku. Byla studována také jejich cytotoxicita a antimikrobiální aktivita. Při koncentraci 20 mg/L byla zpozorována zhruba dvakrát vyšší cytotoxicita iontového seleničitanu sodného oproti připraveným disperzím koloidních částic selenu. Minimální inhibiční koncentrace koloidních částic stabilizovaných pomocí PDDA byla stanovena pro dané bakterie jako hodnota 1,23 mg/L. Naopak ostatní koloidní disperze, nestabilizované nebo stabilizované jinými stabilizátory, vykazovali dvacetkrát nižší antimikrobiální aktivitu.

Abstract:

The aim of this work was to synthesize the selenium colloidal particles and subsequently study their properties - size, stability, cytotoxicity, and antimicrobial activity. The synthesis was carried out by the reduction of a sodium selenite using sodium borohydride as a reducing agent. The reduction occurred at a temperature of 90 °C. The value of pH of prepared dispersions after the reduction was in a range of 9 to 9,8. The colloidal particles were characterized using UV-vis spectroscopy, dynamic light scattering, transmission emission microscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy. Influence of reactants concentration, addition speed of reducing agent, stabilizing agents, and storage conditions on characteristics selenium colloidal particles was investigated. For stabilization was used bovine serum albumin, sodium oleate, quercetin, sodium polyacrylate about molecular weight 15 000, and poly(diallyldimethylammonium chloride). Storing dispersions under different lighting conditions did not affect their stability. More stable dispersions of colloidal selenium particles were obtained by storing at 4 °C. By using stabilizing agents bovine serum albumin, sodium oleate, and quercetin were obtained stable dispersions for over half an year. Cytotoxicity and antimicrobial activity were also studied. The cytotoxicity of sodium selenite was observed approximately twice as high at a concentration of 20 mg/L compared to the prepared selenium colloidal dispersions. Minimal inhibitory concentration, for determination antimicrobial activity, was determine against specific bacteria as value 1,23 mg/L for colloidal particles stabilized by PDDA. Otherwise, colloidal dispersions non-stabilized or stabilized by else stabilizing agents, showed twenty times lower antimicrobial activity.

Keywords

koloidní částice selenu, NaBH4, chemická redukce, stabilita, antimikrobiální účinky, cytotoxicita

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 5. 2019

Thesis defence

• Supervisor: doc. RNDr. Robert Prucek, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Chemistry / Applied Chemistry