Магнитные наночастицы: проблемы и достижения химического синтеза
Страница 9

Изучение влияния pH среды, температуры, наличия различных ионов и молекул в растворе направлено на решение более общей проблемы – эффективной стабилизации наночастиц, которая обеспечила бы присутствие индивидуальных наночастиц а не агломератов в растворах, при этом существенно не повлияв на магнитные свойства материала и сохранив поверхность частиц пригодной для дальнейшей функционализации. Принимая во внимание, что синтез в водной среде направлен в первую очередь на приготовление магнитных наночастиц для использования в медицине и биологии, одним из наиболее эффективных и перспективных методов стабилизации оказалось использование различных полиэлектролитов как in situ, так и при добавлении их к свежеприготовленным наночастицам. Другим вариантом стабилизации является приготовление многослойных наночастиц, когда каждая наночастица содержит на своей поверхности слой инертного неорганического материала, например оксида кремния (SiO2).

Стабилизация наночастиц полиэлектролитами в водных растворах осуществляется за счет взаимодействия функциональных групп органических макромолекул с поверхностью наночастиц. Наиболее распространенными полиэлектролитами являются полиамиды [114], поликислоты, полиспирты, белки, или, что реже, различные блок-сополимеры [33] содержащие несколько функциональных групп. Биосовместимые сферические наночастицы Fe3O4диаметром 10±2 нм можно получить по реакции (1) добавив в исходный раствор смеси солей железа (II) и (III) определенное количество сополимера поли[(2-(метакрилолилокси)этил фосфорилхолина] и полиглицерилмонометакрилата [156]. Стабилизация наночастиц в данном случае происходит за счет образования хелатного комплекса с участием двух гидроксильных групп фрагмента глицерина и поверхностных атомов Fe. Согласно последним представлениям в этой области, именно так осуществляется взаимодействие наночастиц с фрагментами молекул диолов [142, 143]. Таким образом, полученные магнитные наночастицы защищены от агрегации в силу межчастичных взаимодействий и влияния среды, а также функционализированы и пригодны для использования в качестве контрастных агентов в магниторезонансной томографии (МРТ). Существуют примеры, когда вместо сополимеров используют смесь двух полимеров с небольшой молекулярной массой, которые смешиваются в процессе синтеза и, взаимодействуя друг с другом, выполняют различные функции, например один обеспечивает стабилизацию наночастиц, а другой обеспечивает хорошую смешиваемость с водой. В работе [149], добавлением аммиачного раствора циклодекстрина к смеси водного раствора солей железа и полиэлектролита NP-5 (эфир полиэтиленгликоля (n = 5) и нонилфенилового спирта), были получены сферические наночастицы магнетита диаметром 10 нм, которые благодаря нековалентным взаимодействиям между NP-5 и циклодекстрином стало возможным объединить в сферические конгломераты с контролируемым размером от 25-ти до 75-ти нм, в зависимости от соотношения между концентрациями полимеров. Получение магнитных наночастиц методом соосаждения в присутствии полиэлектролитов открыло исследователям новый тип супрамолекулярных объектов – агломераты наночастиц контролируемого размера и свойств. В таком случае полиэлектролиты выступают в качестве «клея», благодаря которому при помощи электростатических взаимодействий в растворе можно собрать вместе заданное количество наночастиц, что на примере магнетита наглядно демонстрируется в последнее время [152]. Отличительной особенностью таких конгломератов является их экстремально высокая площадь поверхности (140-160 м2/г) и следовательно высокая адсорбционная способность, а также сравнимые с компактным магнетитом намагниченность насыщения, что позволяет надеятся на применение таких структур в качестве магнитных переносчиков лекарств. В некоторых случаях при упорядоченном объединении магнитных наночастиц, приготовленные подобным образом агломераты обладают свойствами фотонных кристаллов [43].

Другие статьи из раздела

ООО «Лакокраска-Холдинг» приобрела контрольный пакет акций ОАО «Лакокраска»

ООО «Лакокраска-Холдинг. Управляющая компания» приобрело контрольный пакет акций ОАО «Лакокраска» (г. Ярославль). После закрепления статуса ООО «Лакокраска-Холдинг. Управляющая компания» в качестве основного общества по отношению к ОАО «Лакокраска» и юридическим...


Как сделать свою кожу мягкой, нежной и избавиться от морщинок?

... содержаться химия и вредные вещества. Маски для сухой кожи должны содержать в себе жирные компоненты, такие как - сметана, оливковое, либо подсолнечное масло. Для жирной кожи, маски не обойдутся без белка. Пилинг и отбеливание это конечно же...


Спор по поводу использования фталатов в пластификаторах все жарче

Выступления против использования фталатов в пластификаторах со стороны правительств, СМИ и инициативных групп – это «война, которую мы почти выиграли», считает Dr David Cadogan, директор Европейского совета по пластификаторам и...