ГОСТ Р 59582-2021 (ISO/TS 20660:2019). Национальный стандарт Российской Федерации. Нанотехнологии. Наночастицы серебра антибактериальные. Характеристики и методы измерений
Актуально на 01.11.2026.
Как цитировать: "ГОСТ Р 59582-2021 (ISO/TS 20660:2019). Национальный стандарт Российской Федерации. Нанотехнологии. Наночастицы серебра антибактериальные. Характеристики и методы измерений". ГОСТ Р 59582-2021. https://bukva.ai/docs/standart-gost-r-59582-2021
(утв. и введен в действие Приказом Росстандарта от 30.06.2021 № 605-ст)
Примечание
Документ введен в действие с 01.03.2022.
Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 июня 2021 г. № 605-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
НАНОЧАСТИЦЫ СЕРЕБРА АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
Nanotechnologies. Antibacterial silver nanoparticles. Characteristics and measurement methods
(ISO/TS 20660:2019, Nanotechnologies — Antibacterial silver nanoparticles — Specification of characteristics and measurement methods, MOD)
ГОСТ Р 59582-2021 (ISO/TS 20660:2019)
Дата введения 1 марта 2022 года
1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Российский научно-технический центр информации по стандартизации, метрологии и оценке соответствия» (ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии документа, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 441 «Нанотехнологии»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 июня 2021 г. № 605-ст
4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному документу ISO/TS 20660:2019 «Нанотехнологии. Антибактериальные наночастицы серебра. Спецификация характеристик и методы измерений» (ISO/TS 20660:2019 Nanotechnologies — Antibacterial silver nanoparticles — Specification of characteristics and measurement methods, MOD) путем изменения ссылок, исключения отдельных положений, которые дублируются по тексту стандарта, исключения из библиографии информации о документах, ссылки на которые не использованы при изложении настоящего стандарта, дополнения обозначений и сокращений, терминологических статей, которые выделены в тексте курсивом.
Внесение указанных технических отклонений направлено на учет целесообразности использования ссылочных национальных стандартов вместо ссылочных международных стандартов.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного документа для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).
Сведения о соответствии ссылочных национальных и межгосударственных стандартов международным стандартам, использованным в качестве ссылочных в примененном международном документе, приведены в дополнительном приложении ДА
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
Настоящий стандарт распространяется на наночастицы серебра (НЧС) в форме порошка (нанопорошок) или суспензии (наносуспензия), предназначенные для применения в качестве антибактериальных средств, и устанавливает перечень характеристик НЧС с указанием соответствующих методов измерений для их определения.
В настоящем стандарте установлен перечень характеристик антибактериальных НЧС, значения которых должны быть представлены изготовителем при поставке потребителю и учтены при изготовлении конечной продукции.
Настоящий стандарт не устанавливает значения характеристик антибактериальных НЧС и требования безопасности, не рассматривает воздействие НЧС на окружающую среду и здоровье человека при их изготовлении и применении.
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ ISO 13099-2 Государственная система обеспечения единства измерений. Методы определения дзета-потенциала. Часть 2. Оптические методы
ГОСТ ISO/TS 80004-1 Нанотехнологии. Часть 1. Основные термины и определения
ГОСТ ISO/TS 80004-2 Нанотехнологии. Часть 2. Нанообъекты. Термины и определения
ГОСТ Р 8.774 Государственная система обеспечения единства измерений. Дисперсный состав жидких сред. Определение размеров частиц по динамическому рассеянию света
ГОСТ Р 8.961-2019 Государственная система обеспечения единства измерений. Дисперсные характеристики аэрозолей и взвесей. Термины и определения
ГОСТ Р 55723/ISO/TS 12805:2011 Нанотехнологии. Руководство по определению характеристик промышленных нанообъектов
ГОСТ Р 56219 (ИСО 17294-2:2003) Вода. Определение содержания 62 элементов методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой
ГОСТ Р 57165 (ИСО 11885:2007) Вода. Определение содержания элементов методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ ISO/TS 80004-1, ГОСТ ISO/TS 80004-2, ГОСТ Р 8.961, [1], а также следующие термины с соответствующими определениями.
ИСО и МЭК ведут терминологические базы данных для использования в стандартизации по следующим адресам:
- Электропедия МЭК: доступна на http://www.electropedia.org/;
- платформа онлайн-просмотра ИСО: доступна на http://www.iso.org/obp.
| наночастица серебра (silver nanoparticle): Наночастица, состоящая из серебра, линейные размеры которой по всем трем измерениям находятся в нанодиапазоне. [ГОСТ ISO/TS 80004-2-2017, статья 4.4, термин и определение изменены] |
|---|
| первичная частица (primary particle): Исходная частица (3.1) для формирования агломератов (3.4), агрегатов (3.5) или их смеси. Примечания 1 Частицы — компоненты агломератов и агрегатов, как правило, являются агрегатами, но иногда могут быть отнесены к первичным частицам. 2 Агломераты и агрегаты относят к вторичным частицам. [ГОСТ ISO/TS 80004-2-2017, статья 3.2] |
|---|
нанодиапазон (nanoscale): Диапазон линейных размеров приблизительно от 1 до 100 нм.
Примечание - Уникальные свойства нанообъектов проявляются преимущественно в пределах данного диапазона.
| [ГОСТ ISO/TS 80004-1-2017, статья 2.1] 3.4 агломерат (agglomerate): Совокупность слабо или средне связанных между собой частиц, площадь внешней поверхности которой равна сумме площадей внешних поверхностей ее отдельных компонентов. Примечания 1 Силы, скрепляющие агломерат в одно целое, являются слабыми и обусловленными, например, силами взаимодействия Ван-дер-Ваальса или простым физическим переплетением частиц друг с другом. 2 Агломераты также называют «вторичные частицы», а составляющие их исходные частицы называют «первичные частицы». |
|---|
| [ГОСТ ISO/TS 80004-2-2017, статья 3.4] 3.5 агрегат (aggregate): Совокупность сильно связанных между собой или сплавленных частиц, общая площадь внешней поверхности которой значительно меньше суммы площадей поверхностей ее отдельных компонентов. Примечания 1 Силы, удерживающие частицы в составе агрегата, являются прочными и обусловлены, например, ковалентными или ионными связями или образованы в результате спекания или сложного физического переплетения частиц друг с другом или другим способом объединения первичных частиц. 2 Агрегаты также называют «вторичные частицы», а составляющие их исходные частицы называют «первичные частицы». |
|---|
[ГОСТ ISO/TS 80004-2-2017, статья 3.5]
3.6 антибактериальная активность (antibacterial activity): Свойство веществ или явлений, уничтожающее (бактерицидное свойство) или замедляющее (бактериостатическое свойство) рост бактерий.
| диаметр Ферета (Feret diameters): Минимальное расстояние между границами частицы. [ГОСТ Р 8.961-2019, статья 7] |
|---|
| гидродинамический диаметр частицы (hydrodynamic particle diameter): Диаметр сферической частицы с известной плотностью, имеющей ту же скорость смещения относительно жидкой среды под воздействием той же силы, какую испытывает измеряемая частица. [ГОСТ Р 8.961-2019, статья 4] |
|---|
В настоящем стандарте применены следующие сокращения:
ААС — атомно-абсорбционная спектрометрия;
АТДЧ — анализ траекторий движения частиц;
ДРС — динамическое рассеяние света;
ИСП-МС — масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой;
ИСП-ОЭС — оптико-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой;
метод БЭТ — метод Брунауэра, Эммета и Теллера;
МРР — малоугловое рентгеновское рассеяние;
очИСП-МС — масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой в режиме анализа одиночных частиц;
ПЭМ — просвечивающая электронная микроскопия;
РЭМ — растровая электронная микроскопия;
ЭДРС — энергодисперсионная рентгеновская спектрометрия;
ЭФРС — электрофоретическое рассеяние света.
5 Характеристики антибактериальных наночастиц серебра и методы измерений
5.1 Общие положения
В настоящем стандарте приведены основные (см. таблицу 1) и дополнительные (см. таблицу 2) характеристики антибактериальных НЧС и методы измерений, применяемые для их определения. Значения характеристик устанавливают в технических требованиях (спецификации) на антибактериальные НЧС конкретной марки. В таблицах 1 и 2 указаны рекомендуемые методы измерений. Допускается применять другие методы, обеспечивающие достоверность результатов и заданную точность измерений. Каждый конкретный метод, применяемый для определения характеристики НЧС, должен быть согласован между изготовителем и потребителем. Результаты определения значений характеристик НЧС должны быть выражены в единицах, указанных в таблицах 1 и 2. В приложении A приведены сведения о методах измерений, применяемых для определения конкретных характеристик антибактериальных НЧС, указанных в таблицах 1 и 2. В приложении B приведены сведения о зависимости антибактериальных свойств НЧС от их характеристик. В приложении C приведены сведения о методах измерений, применяемых для определения антибактериальных свойств НЧС.
Основные характеристики антибактериальных НЧС и соответствующие методы измерений
| Характеристика | Единица измерения | Метод измерения | Форма изготовления НЧС | Документы, содержащие методы измерений |
| 1) Средний размер и распределение по размерам первичных частиц | м | РЭМ | Нанопорошок или наносуспензия | [[2]](#p100283) |
| ПЭМ | Нанопорошок a или наносуспензия | [[3]](#p100286) | ||
| 2) Дзета-потенциал | В | ЭФРС | Наносуспензия | ГОСТ ISO 13099-2 |
| 3) Удельная площадь поверхности | м2/кг | БЭТ | Нанопорошок | [[4]](#p100289), [[5]](#p100292) |
| 4) Общее содержание серебра | кг/кг или моль/ моль | ИСП-МС | Нанопорошок a или наносуспензия | [[6]](#p100295), ГОСТ Р 56219 |
| ИСП-ОЭС | Нанопорошок a или наносуспензия | ГОСТ Р 57165 | ||
| ААС | Нанопорошок a или суспензия | [[7]](#p100298) | ||
| a Для выполнения измерений НЧС в форме порошка предварительно диспергируют в растворителе. НЧС в форме суспензии подвергают измерениям без изменений. | ||||
Дополнительные характеристики антибактериальных НЧС и соответствующие методы измерений
| Характеристика | Единица измерения | Метод измерения | Форма изготовления НЧС | Документы, содержащие методы измерений |
| 1) Гидродинамический диаметр | м | ДРС | Наносуспензия | ГОСТ Р 8.774 |
| АТДЧ | Наносуспензия | [[8]](#p100301) | ||
| 2) Счетная концентрация | НЧС/л | очИСП-МС | Нанопорошок a или наносуспензия | [[9]](#p100304) |
| МРР | Нанопорошок или наносуспензия | [[10]](#p100307) | ||
| a Для выполнения измерений НЧС в форме порошка предварительно диспергируют в растворителе. НЧС в форме суспензии подвергают измерениям без изменений. | ||||
Следует учитывать, что значения характеристик, определенных одним методом, не допускается сопоставлять со значениями, полученными с использованием другого метода. Результаты, полученные одним методом измерений, могут быть недостоверными и отличаться от результатов, полученных другими методами.
5.2 Средний размер и распределение по размерам первичных частиц
Методы ПЭМ или РЭМ применяют для определения среднего размера первичных частиц. Для определения размера НЧС и распределения по размерам НЧС допускается применять методы измерений, приведенные в документах, распространяющихся на другие материалы (см. [2], [3]). Средний размер и распределение по размерам НЧС определяют по анализу полученных изображений. По результатам анализа изображений ПЭМ и РЭМ размер НЧС определяют как эквивалентный диаметр сферической частицы или как один или группу диаметров Ферета первичных частиц. Средний размер НЧС и стандартное отклонение рассчитывают по результатам определения распределения первичных частиц по диаметрам.
5.3 Дзета-потенциал
Поверхностный заряд является одной из основных характеристик наносуспензии, определяющей ее стабильность. Поверхностный заряд является функцией показателя водородных ионов (pH) и ионной силы наносуспензии [11], [12]. Для расчета дзета-потенциала в зависимости от ионной силы следует выполнить несколько измерений. Для определения дзета-потенциала рекомендуется выполнять измерения на наносуспензиях, представляющих собой монодисперсные системы с достаточно высокой концентрацией НЧС и удельной электрической проводимостью менее 1 мСм/см. Поверхностный заряд определяют методом ЭФРС, в протоколе регистрируют результаты вычисления дзета-потенциала и значения pH наносуспензии. Для определения дзета-потенциала наносуспензии допускается применять метод по ГОСТ ISO 13099-2.
5.4 Удельная площадь поверхности
Удельную площадь поверхности определяют методом БЭТ по адсорбции газа, то есть удельную площадь поверхности адсорбента по изотермам адсорбции-десорбции инертного газа при заданных значениях температуры и давления. Для определения удельной площади поверхности нанопорошка допускается применять методы, приведенные в документах, распространяющихся на другие материалы, например метод БЭТ для определения общей удельной внешней и внутренней поверхностей дисперсных или пористых твердых частиц (диаметром более 2 нм) путем измерения количества адсорбированного газа (см. [4]) или метод БЭТ для определения удельной площади поверхности конкретных материалов (см. [5]). Для выполнения измерений применяют оборудование, аттестованное в установленном порядке. Следует обеспечить метрологическую прослеживаемость результатов измерений.
5.5 Общее содержание серебра
Содержание серебра определяют как отношение массы общего серебра к массе НЧС. Для определения общего содержания серебра в наносуспензии или нанопорошке применяют стандартизованные ИСП-МС, ИСП-ОЭС или ААС. Методами ИСП-МС, ИСП-ОЭС и ААС получают количественные результаты анализа химического состава благодаря эффектам ионизации, возникающим в материалах, содержащих высокие концентрации химических элементов. Для определения общего содержания серебра в наносуспензии или нанопорошке допускается применять методы измерений, приведенные в документах, распространяющихся на другие материалы, например ГОСТ Р 56219, ГОСТ Р 57165, см. также [6], [7]. При выполнении измерений для разложения НЧС допускается применять, при необходимости, другие типы кислот в требуемых количествах, а также другие условия микроволнового разложения.
5.6 Гидродинамический диаметр
Гидродинамический диаметр — характеристика НЧС в форме наносуспензии. Следует учитывать, что гидродинамический диаметр в целом больше диаметра частицы, так как гидродинамический диаметр частицы включает в себя гидратные и полимерные оболочки или другие возможные оболочки, образованные стабилизаторами суспензии. Значение среднего гидродинамического диаметра первичных частиц, как правило, больше значения их среднего диаметра, определяемого методом ПЭМ, за счет наличия на частицах покрывающих оболочек. Гидродинамический диаметр НЧС определяют методами ДРС или АТДЧ. Для определения гидродинамического диаметра НЧС в наносуспензии допускается применять методы ДРС и АТДЧ, приведенные в документах, распространяющихся на другие материалы, например ГОСТ Р 8.774 и [8] соответственно. С целью получения достоверных результатов измерений мономерных неагломерированных НЧС рекомендуется применять метод ДРС.
5.7 Счетная концентрация
Методом очИСП-МС определяют счетную и массовую концентрацию НЧС по распределению их по размерам. Руководство по применению метода очИСП-МС для определения концентраций наночастиц приведено в [9]. Для определения счетной концентрации НЧС допускается применять метод МРР (см. [10]).
Отбор и подготовку репрезентативной пробы выполняют в соответствии с установленными требованиями и с учетом формы изготовления НЧС. Отбор проб и диспергирование нанопорошка в растворителе допускается выполнять в соответствии с требованиями, установленными в документах, распространяющихся на другие материалы, см. [13] и [14] соответственно.
Следует учитывать, что многие нанообъекты являются реактивными и их физические и химические свойства могут зависеть от условий места отбора и хранения проб. Для обеспечения сопоставимости результатов измерений изготовитель и потребитель должны согласовать условия места отбора и хранения проб.
Протокол испытаний должен содержать как минимум следующую информацию:
a) подробные сведения, необходимые для идентификации испытуемого материала (наименование продукции, химическое наименование);
b) ссылку на настоящий стандарт;
c) описание испытуемого материала;
d) условия отбора и подготовки проб для испытаний, описание характеристик проб;
e) дату испытаний, наименование испытательной лаборатории и сведения о системе менеджмента качества испытательной лаборатории;
f) результаты измерений, включая наименование характеристик и методы измерений в соответствии с таблицей 1 и, если требуется, таблицей 2;
g) любую дополнительную информацию, подтверждающую достоверность результатов измерений.
По возможности к протоколу следует прикладывать документы с результатами испытаний, подтверждающими антибактериальные свойства НЧС.
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫХ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА
В таблице A.1 представлены сведения о методах измерений, применяемых для определения основных характеристик антибактериальных НЧС.
Методы измерений, применяемые для определения основных характеристик антибактериальных НЧС
| № п/п | Характеристика | Метод измерения | Краткое описание метода |
| 1.1 | Средний размер и распределение по размерам первичных частиц | ПЭМ | ПЭМ — метод микроскопии, в котором электронный пучок проходит сквозь образец и формирует его изображение. Образец — ультратонкая пластина толщиной менее 100 нм или проба, подготовленная соответствующим способом и размещенная на ПЭМ-сетке. Изображение в микроскопе формируется электронным пучком, который проходит сквозь образец и взаимодействует с ним. Затем изображение увеличивается и фокусируется на устройстве формирования изображения, таком как флуоресцентный экран, слой фотопленки или датчик, такой как прикрепленный сцинтиллятор к устройству с зарядовой связью. Метод ПЭМ в сочетании с ЭДРС применяют для определения химического состава материалов. Руководство по применению метода и подготовке образцов приведено в [[3]](#p100286). См. также ГОСТ Р 55723 |
| РЭМ | Методом РЭМ получают изображения образца путем сканирования его поверхности сфокусированным электронным пучком. Электроны взаимодействуют с атомами образца, создавая различные сигналы, содержащие информацию о рельефе и составе поверхности образца. Электронный луч сканируется в шаблоне растрового сканирования, а положение луча комбинируется с обнаруженным сигналом для формирования изображения. С применением РЭМ получают изображения с разрешением более 1 нм. Образцы наблюдают в высоком или в низком вакууме обычного РЭМ, во влажных условиях при переменном давлении или в окружающей среде РЭМ, а также в широком диапазоне криогенных или повышенных температур с применением специальных инструментов. Руководство по применению метода и подготовке образцов приведено в [[2]](#p100283) и [[15]](#p100319) | ||
| 1.2 | Дзета-потенциал | ЭФРС | Дзета-потенциал — разность между электрическими потенциалами в плоскости скольжения (абстрактная плоскость в непосредственной близости от границы раздела жидкость/твердое тело, где жидкость начинает скользить по отношению к поверхности под воздействием напряжения сдвига) и в объеме жидкости. В ГОСТ ISO 13099-2 представлены оптические методы измерений для определения электрофоретической подвижности и дзета-потенциала. См. также ГОСТ Р 55723 |
| 1.3 | Удельная площадь поверхности | БЭТ | Методом БЭТ определяют площадь поверхности порошка по объему адсорбированного газа. В методе БЭТ применяют азот или углекислый газ. Для материалов с небольшой площадью поверхности следует использовать криптон или аргон из-за их большой чувствительности (увеличение массы на единицу площади). Удельная площадь поверхности — отношение общей площади поверхности материала к его массе. Руководство по применению метода приведено в [[4]](#p100289) и [[5]](#p100292). См. также ГОСТ Р 55723 |
| 1.4 | Общее содержание серебра | ИСП-МС | В методе ИСП-МС используют источник индуктивно связанной плазмы для ионизации образца испытуемого материала и выполняют его анализ масс-спектрометром. Методом ИСП-МС получают точные количественные данные о химическом составе примесей в испытуемом материале. Руководство по применению метода приведено в [[6]](#p100295) и ГОСТ Р 56219 |
| ИСП-ОЭС | Метод ИСП-ОЭС применяют для обнаружения и определения концентраций химических элементов в образце. В данном виде эмиссионной спектрометрии используют индуктивно связанную плазму для образования возбужденных атомов и ионов, которые испускают электромагнитное излучение на длинах волн, характерных для конкретного химического элемента. В данном методе образец вводят в пламя температурой от 6 000 до 10 000 К, по интенсивности излучения определяют концентрацию химического элемента в образце. Руководство по применению метода приведено в ГОСТ Р 57165 | ||
| ААС | Выявление и определение концентраций металлов в жидких средах осуществляют в пламени (прямая аспирация) атомно-абсорбционным спектрофотометром. Руководство по применению метода приведено в [[7]](#p100298) |
В таблице A.2 представлены сведения о методах измерений, применяемых для определения дополнительных характеристик антибактериальных НЧС.
Методы измерений, применяемые для определения дополнительных характеристик антибактериальных НЧС
| № п/п | Характеристика | Метод измерения | Краткое описание метода |
| 2.1 | Гидродинамический диаметр | ДРС | Данным методом определяют гидродинамический диаметр частиц, находящихся в броуновском движении. Методом ДРС определяют размеры частиц диаметром более 3 нм в зависимости от испытуемого материала. Руководство по применению метода приведено в ГОСТ Р 8.774. См. также ГОСТ Р 55723 |
| АТДЧ | АТДЧ основан на исследовании траекторий перемещения облученных сфокусированным пучком лазера частиц, находящихся в броуновском движении в суспензии. Проведя анализ временной зависимости интенсивности рассеянного света движущихся частиц, можно определить коэффициент диффузии и, следовательно, размеры частиц, например гидродинамический диаметр, по формуле Стокса-Эйнштейна. Руководство по применению метода приведено в [[8]](#p100301) | ||
| 2.2 | Счетная концентрация | очИСП-МС | Методом очИСП-МС выявляют наличие одиночных наночастиц в очень низких концентрациях в материале. Методом очИСП-МС определяют размеры НЧС в водных суспензиях. Концентрации частиц, которые можно определить в водных суспензиях данным методом, варьируются от 106 до 109 <1> частиц/л, что соответствует массовой концентрации в диапазоне приблизительно от 1 до 1000 нг/л. Фактическое значение зависит от типа используемого масс-спектрометра и типа анализируемых наночастиц. Данным методом можно определить ионные концентрации веществ в суспензии. Руководство по применению метода приведено в [[9]](#p100304) |
| МРР | Методом МРР определяют распределение НЧС по размерам, размеры и формы монодисперсных НЧС и концентрацию серебра |
<1> В тексте ISO/TS 20660:2019 допущена опечатка.
ЗАВИСИМОСТЬ АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫХ СВОЙСТВ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА ОТ ИХ ХАРАКТЕРИСТИК
НЧС — наноматериал с антибактериальными свойствами, применяемый для изготовления потребительских товаров с целью контроля роста микроорганизмов на внешних и внутренних поверхностях изделий [16]. НЧС применяют в процессах катализа, для изготовления продукции фотоники, медицинских изделий, устройств накопления и преобразования энергии [17]. НЧС применяют для изготовления конечной продукции с улучшенными характеристиками в различных отраслях промышленности и научных исследованиях. Активное использование НЧС и наночастиц других металлов обусловлено их уникальными размерами, формами, составом, кристалличностью и структурно-зависимыми физико-химическими свойствами [17]. В настоящем стандарте установлен перечень основных и дополнительных характеристик антибактериальных НЧС, которые должны быть согласованы изготовителем и потребителем и включены в спецификации. В данном приложении представлена информация, обосновывающая выбор основных и дополнительных характеристик, установленных в настоящем стандарте.
B.2 Средний размер и распределение по размерам первичных частиц, удельная площадь поверхности
Размеры НЧС — важная характеристика, определяющая воздействие НЧС на биологические процессы, включая пиноцитоз, активацию клеток и распределение межклеточной жидкости, [18] - [23]. Антибактериальные свойства выявлены у НЧС сферической формы и размерами 7, 29 и 89 нм [24]. Ухудшение антибактериальных свойств НЧС происходит с увеличением их размеров. Влияние размеров НЧС на их антибактериальные свойства обусловлено увеличением реакционной активности НЧС с уменьшением их размеров и увеличением удельной площади поверхности по отношению к объему, [25] - [28]. Для изучения данного свойства применяют методы электронной микроскопии, с помощью которых выявляют влияние размеров НЧС на их взаимодействие с бактериями. Выявлено усиление антибактериальной эффективности у НЧС наименьших размеров за счет увеличения контактной площади поверхности, [29], [30]; повышенная агломерация покрытых углеродом НЧС способствует снижению их антибактериальной эффективности по сравнению с НЧС без покрытий [31].
Прямой метод определения поверхностного заряда — определение дзета-потенциала. На значение дзета-потенциала могут влиять условия измерения, включая температуру, уровень pH, концентрацию НЧС и вязкость наносуспензии. Выявленные отличия в результатах измерений дзета-потенциала как функции pH у различных НЧС свидетельствуют о необходимости учитывать влияние покрывающих агентов при определении поверхностного заряда НЧС [32]. Снижение значения дзета-потенциала у НЧС без покрытий с уменьшением pH, как правило, является результатом уменьшения концентрации гидроксид-ионов (OH-) и, возможно, протонирования поверхности наночастиц. Атомы серебра на поверхности наночастицы координационно не насыщены [33], поэтому нуклеофильная молекула (OH- и H2O) отдает им пару электронов. При повышении уровня pH от 2 до 10 концентрация OH- увеличивается, следовательно, OH- более эффективно конкурируют за участки поверхности НЧС, что создает отрицательный поверхностный заряд в щелочной среде pH.
Тип стабилизирующего механизма оказывает влияние на потенциал НЧС к агрегации. Покрывающие агенты — это химические вещества, которые используют в синтезе НЧС для предотвращения их агрегации посредством электростатического отталкивания, стерического отталкивания или того и другого. В случае НЧС наиболее распространенными компенсирующими агентами являются цитраты и поливинилпирролидон [34]. Следует учитывать, что механизм и функциональные группы покрывающих агентов, участвующих в стабилизации коллоидных систем, различаются, что может привести к изменению размеров частиц и стабильности. Покрывающие агенты, например ионные жидкости, которые, как правило, используют для изменения поверхностных зарядов наночастиц, также могут влиять на биологическую активность НЧС, [35] - [37]. Выявлено, что НЧС с положительно или отрицательно заряженными поверхностями уничтожают бактерии при низких концентрациях, [38] - [40]. Стенки клеток грамположительных и грамотрицательных бактерий имеют суммарный отрицательный заряд. У грамположительных бактерий отрицательный заряд обеспечивают тейхоевые кислоты, которые связаны с пептидогликаном или нижележащей плазматической мембраной. Тейхоевые кислоты являются анионными из-за присутствия фосфатов в их структурах. Грамотрицательные бактерии имеют внешнее покрытие, состоящее из фосфолипидов и липополисахаридов. Данные липополисахариды придают сильный отрицательный заряд на поверхности клеток грамотрицательных бактерий [41]. Выявлены отличия антибактериальных свойств положительно и отрицательно заряженных НЧС [42]. Положительно заряженные НЧС обладают более высокой бактерицидной активностью в отношении всех испытуемых микроорганизмов по сравнению с отрицательно заряженными или нейтральными НЧС, [43], [44]. Данное явление, как правило, является результатом неспецифического электростатического взаимодействия между положительными и отрицательными зарядами, что усиливает антибактериальный эффект.
B.4 Общее содержание серебра и счетная концентрация наночастиц серебра
Скорость растворения серебра и образование нерастворимого хлорида серебра влияют на антибактериальные свойства НЧС. Следовательно, данные о количестве растворенного и дисперсного серебра необходимо указывать при поставке конечному потребителю. Одним из методов, с помощью которого различают растворенное и дисперсное серебро, является метод очИСП-МС. Допускается применять методы ИСП-МС, ИСП-ОЭС и ААС для определения концентрации и общего содержания серебра в пробе.
Выявлено, что НЧС высвобождают ионы серебра быстрее, что приводит к более высокой общей концентрации серебра в материале и, как следствие, его токсичности [45]. Антибактериальный эффект выявлен при концентрации серебра от 1 до 30 ppm, в зависимости от содержания и размера НЧС. При взаимодействии НЧС с микроорганизмами высвобождаются ионы серебра, которые по-разному воздействуют на микроорганизмы и повреждают их [17]. Ионы серебра, выделяемые НЧС, могут взаимодействовать с хлоридом, который, как правило, присутствует в бактериальных питательных средах и проявляет аналогичные окисленному серебру свойства [46]. Высокие концентрации хлорид-ионов в обычно используемых средах могут вызвать осаждение ионов серебра (Ag) в виде хлорида серебра (AgCl), таким образом маскируя вклад растворенного серебра в антибактериальный эффект НЧС. В биологической системе механизм антибактериального эффекта недостаточно изучен. Установлены несколько возможных механизмов: 1) ионы серебра с положительным зарядом, выделяющиеся из НЧС, способны быстро связываться с сульфгидрильными группами на поверхности бактерий, что приводит к изменению и повреждению структур бактерий; 2) поглощение ионов серебра или небольших НЧС нарушает образование аденозинтрифосфата (АТФ) и репликацию дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК); 3) НЧС и ионы серебра генерируют активные формы кислорода (АФК), что приводит к окислительному стрессу и повреждению бактерий и т.д., [47] - [49].
Метод многоуглового ДРС применяют для определения гидродинамических радиусов частиц, механизмов их агрегации и взаимодействия между частицами. Следует учитывать, что ионы и другие связанные молекулы увеличивают размеры НЧС по сравнению с размерами, определенными методом ПЭМ. Поэтому гидродинамические диаметры частиц больше, чем их диаметры, определенные методом ПЭМ. Во многих исследованиях подчеркивается важность определения гидродинамических диаметров НЧС для оценки и оптимизации размеров наночастиц и их биологической активности.
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫХ СВОЙСТВ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА
Для определения антибактериальных свойств НЧС допускается использовать различные методы измерений, в том числе приведенные в национальной фармакопее или установленные в нормативных документах регулирующих органов. При этом следует учитывать требования к конечной продукции, в состав которой входят НЧС.
Антибактериальные свойства НЧС не стандартизованы. В настоящем стандарте отсутствуют рекомендации по применению методов измерений для определения антибактериальных свойств НЧС. Для определения антибактериальных свойств НЧС рекомендуется применять методы, приведенные в [50] и [51].
СВЕДЕНИЯ О СООТВЕТСТВИИ ССЫЛОЧНЫХ НАЦИОНАЛЬНЫХ И МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫХ СТАНДАРТОВ МЕЖДУНАРОДНЫМ СТАНДАРТАМ, ИСПОЛЬЗОВАННЫМ В КАЧЕСТВЕ ССЫЛОЧНЫХ В ПРИМЕНЕННОМ МЕЖДУНАРОДНОМ ДОКУМЕНТЕ
| Обозначение ссылочного национального, межгосударственного стандарта | Степень соответствия | Обозначение и наименование ссылочного международного стандарта |
| ГОСТ ISO 13099-2-2016 | IDT | ISO 13099-2:2012 «Коллоидные системы. Методы определения дзета-потенциала. Часть 2. Оптические методы» |
| ГОСТ ISO/TS 80004-1-2017 | IDT | ISO/TS 80004-1:2015 «Нанотехнологии. Словарь. Часть 1. Основные термины» |
| ГОСТ ISO/TS 80004-2-2017 | IDT | ISO/TS 80004-2:2015 «Нанотехнологии. Словарь. Часть 2. Нанообъекты» |
| ГОСТ Р 8.774-2011 | NEQ | ISO 22412:2008 «Гранулометрический анализ. Динамическое рассеяние света (DLS)» |
| ГОСТ Р 55723-2013 | IDT | ISO/TS 12805:2011 «Нанотехнологии. Технические условия на материалы. Руководство по разработке технических условий на нанообъекты» |
| ГОСТ Р 56219-2014 | MOD | ISO 17294-2:2003 «Качество воды. Применение масс-спектрометрии индуцируемой плазмы (ICP-MS). Часть 2. Определение содержания некоторых элементов, включая изотопы урана» |
| ГОСТ Р 57165-2016 | MOD | ISO 11885:2007 «Качество воды. Определение выбранных элементов методом оптической эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой» |
| Примечание — В настоящей таблице использованы следующие условные обозначения степени соответствия стандартов: - IDT — идентичные стандарты; - MOD — модифицированные стандарты; - NEQ — неэквивалентный стандарт. | ||
| УДК 57.08:546.57:006.354 | ОКС 07.120 |
| Ключевые слова: нанотехнологии, антибактериальные наночастицы серебра, характеристики, методы измерений | |