Biofyzikálna chémia - Dôkaz pravej koloidnej disperzie

Vzhľadom k stále neutešenej situácii v oblasti všeobecných znalostí prevažne laickej verejnosti uvádzame upravené učebnicové príklady o tom, aká je skladba a štruktúra tzv. "Pravého" koloidného striebra. Táto otázka úzko súvisí s toxicitou a škodlivosťou pre ľudský a zvierací organizmus u mnohých doteraz domácky vyrábaných, ale aj niektorých komerčne distribuovaných produktov.

Poznámka: V tomto smere bolo publikované odporúčanie EK "Kódex správania pre zodpovedný výskum v oblasti nanovedy a nanotechnológií" (A code of conduct for responsible nanosciences and nanotechnologies research) (Brussels, 07/02/2008, C (2008) 424 final).

 

Prvoradé sú bezpochyby parametre nanočastíc striebra. Súčasné vedecké štúdie dokazujú výskumné poznatky o spôsobe respektíve schopnosti ľudského organizmu vylúčiť z krvného obehu nežiaduce častice rôzneho druhu. Práve veľkosť častíc však zohráva svoju úlohu. Pre pochopenie si môžeme modelovo predstaviť priestupnosť napríklad krvných vlásočníc kože a odtokových kanálikov vylučovacieho systému tela. Menšie častice sa pri vylučovaní spätne resorbujú do organizmu a tak sa v ľudskom tele zbytočne akumulujú v bunkách, kde môžu poškodzovať DNA. Príliš veľké častice zas neprejdú póry vylučovacích ciest a musí sa dostať z tela inými procesmi (nepreskúmané). Optimálny rozmer nanočastíc je teda 5 - 10nm. Ak je nanočastice príliš malá, potom môže a tiež dochádza k spätnému toku a častice má sťažené vylúčenie z organizmu. Ak je príliš veľká, opäť je jej vylúčenie ťažké. Veda zatiaľ nepozná presný spôsob vylúčenie častíc väčších rozmerov, ale potvrdzuje, že aj na to postupne a z väčšej časti nakoniec dochádza. Čo je dobrá správa. Avšak ani preukázateľne najmenšie častice v prípade koloidného striebra teda ešte nemusí znamenať najlepšie riešenie.

obr_schem12

obr_schem13

 

Často a povedzme pomerne zbytočne diskutovanou otázkou je farba koloidného striebra. Čiastočne to tiež súvisí s veľkosťou častíc vo vodnej disperzii a s optickými vlastnosťami (opalescencie). Avšak koloidné disperzie vykazujú určité preukázateľné vlastnosti, ako sú práve Tyndallov efekt a rozptyl svetla (zodpovedajúce zafarbenie), schopnosť prechádzať (napríklad filtračným papierom) alebo pomalá difúzia a sedimentácia. Naopak tam, kde sa jedná len o suspenzované častice striebra čiže suspenziu nie koloid, možno očakávať sedimentáciu a neprítomnosť ďalších disperzných vlastností.

obr_schem16

obr_schem18

obr_schem19

 

Ďalšou a tentoraz povieme zanedbávanou otázkou pri voľbe "pravého" koloidného striebra je dispergácia a koncentrácia častíc. Teda po prvé schopnosť koloidu zachovať rovnomerné rozptýlenie častíc. Iba koloidná disperzia totiž vedie k rovnomernému rozloženiu hmoty a náboja v systéme. To súvisí s tzv. účinnou plochou koloidu, ktorú si dobre môžeme predstaviť na príklade kvapky na Petriho miske. Plocha tejto kvapky na dne misky je pri rovnomernom rozptylu častíc približnou účinnou plochou koloidné disperzie týchto častíc. Pričom platí, že pri väčších koncentráciách dochádza ku zhlukom častíc a tým prirodzene k úbytku účinnej plochy. Vyrobiť skutočne relatívne stabilnú koloidnú (lyofobní) disperzii určitých častíc nie je nič jednoduché a potrebná je elektrostatická a stérická stabilizácia.

obr_schem15

 

Posledný z najpálčivejších tém ohľadne kvality a povedzme šetrnosti koloidného striebra v správaní voči bunkám ľudského a zvieracieho organizmu je elektrický náboj nanočastíc. Pri elektrolýze totiž dochádza ku klasickej ionizácii vďaka energii podmienené odtrhnutím elektrónov z elektrónového obalu strieborné elektródy. Tak vďaka elektrónovej afinite vznikajú kladne nabité atómy (ióny; katióny) a veľmi malé častice striebra. Avšak bez vykonania nadväzné chemickej a elektrostatickej stabilizácie utvorené častice ďalej suspenzujú, pričom vytvárajú zhluky (väčšie útvary; agregáty) a klastre (skupinky atómov), čo má za následok zásadnú stratu efektivity koloidného striebra v čase. Pomerne vysoký obsah strieborných katiónov sa pritom vyznačuje vyššou cytotoxicitou, hemolytickým vplyvom a vplyvom na reťazec DNA, hoci nebola zistená masívna nekróza alebo apoptóza buniek vyšších organizmov, čo znamená, že bunky sa dokážu časom reparovať.

obr_schem17