Вышедшие номера
Home » Физика твердого тела » Год 2024, выпуск 7 » Статья стр. 1228
<<<>>>
Функционализация магнитных наночастиц MnFe2O4 для биомедицинских применений в магнитной жидкости
Камзин А.С.1, Семенов В.Г.2, Камзина Л.С.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
Email: ASKam@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 2 апреля 2024 г.
В окончательной редакции: 6 июня 2024 г.
Принята к печати: 7 июня 2024 г.
Выставление онлайн: 6 июля 2024 г.
PDF версия
Исследованы свойства магнитных наночастиц (МНЧ) MnFe2O4, синтезированных полиольным методом и затем функционализированых 3-аминопропилтриэтоксисиланом (APTES). Цель работы, создание МНЧ для магнитной жидкости в биомедицинских применениях, в частности для в магнитной гипертермической терапии злокачественных опухолей. Исследования свойств полученных частиц проведены с помощью рентгеновской дифракции и мёссбауэровсой спектроскопии, подтвердившими однофазность как МНЧ MnFe2O4, так и функционализированных композитов MnFe2O_4@APTES. Из структурного анализа установлено, что средний размер синтезированных частиц составляет ~ 13 nm, что согласуется с данными мёссбауроских исследований. Магнитные и мёссбауэровские исследования показали, что как МНЧ MnFe2O4, так и композиты MnFe2O_4@APTES при комнатной температуре суперпарамагнитны. Функионализация (покрытие) частиц приводит к понижению величины эффективных магнитных по сравнению с наблюдаемыми в МНЧ MnFe2O4 без покрытия, что согласуется с опубликованными данными о понижении намагниченности композита MnFe2O_4@APTES. Уменьшение намагниченности и эффективных полей объясняется тем, что при функционализации МНЧ MnFe2O4 материал APTES покрывает поверхностный слой частиц и магнитные дипольные взаимодействия понижаются. Ключевые слова: полиольный синтез наночастиц MnFe2O4, функционализания (покрытие) частиц APTES. мёссбауровские исследования.
  1. S.R. Patade, D.D. Andhare, S.B. Somvanshi, S.A. Jadhav, M.V. Khedkar, K.M. Jadhav. Ceram. Int. 46, 16, Pt. A, 25576 (2020). https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.07.029
  2. A. Baki. F. Wiekhorst, R. Bleul. Bioengineering 8, 134 (2021). https://doi.org/10.3390/bioengineering8100134
  3. Clinical Applications of Magnetic Nanoparticles / Ed. Nguyen T.K. Thanh. CRC Press Taylor \& Francis Group (2018). P. 495
  4. M.M. Cruz, L.P. Ferreira, J. Ramos, S.G. Mendo, A.F. Alves, M. Godinho, M.D. Carvalho. J. Alloys Comp. 703, 370 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.01.297
  5. B. Aslibeiki, P. Kameli, H. Salamati, G. Concas, M.S. Fernandez, A. Talone, G. Muscas, D. Peddis. Beilstein J. Nanotechnol. 10, 856 (2019)
  6. K. Islam, M. Haque, A. Kumar, A. Hoq, F. Hyder, S.M. Hoque. Nanomaterials 10, 2297 (2020)
  7. V. Narayanaswamy, I.A. Al-Omari, A.S. Kamzin, B. Issa, H.O. Tekin, H. Khourshid, H. Kumar, A. Mallya, S. Sambasivam, I.M. Obaidat. Nanomaterials 11, 1231 (2021)
  8. X. Wang, X. Kan, X. Liu, S. Feng, G. Zheng, Z. Cheng, W. Wang, Z. Chen, C. Liu. Mater. Today Commun. 25, 101414 (2020)
  9. А.С. Камзин, В.Г. Семенов, I.A. Al-Omari, V. Narayanaswamy, B. Issa. ФТТ 65, 8, 1415 (2023). DOI: 10.21883/FTT.2023.08.56164.122. [A.S. Kamzin. V.G. Semenov, I.A. Al-Omari, V. Narayanaswamy, B. Issa. Phys. Solid State 65, 8, 1363 (2023). DOI: 10.61011/PSS.2023.08.56586.122]
  10. K.M. Srinivasamurthy, V.J. Angadi, S.P. Kubrin, S. Matteppanavar, D.A. Sarychev, P. Mohan Kumar, H.W. Azale, B. Rudraswamy. Ceram. Int. 44, 9194 (2018)
  11. F.G. da Silva, J. Depeyrot, A.F.C. Campos, R. Aquino, D. fiorani, D. Peddis. J. Nanosci. Nanotechn. 19, 4888 (2019)
  12. T. Dippong, E.A. Levei, O.C. Goga, D. Toloman. G. Borodi. J. Therm. Anal. Calorimetry 136, 1587 (2019)
  13. A. Manohar, D.D. Geleta, C. Krishnamoorthi, J. Lee. Ceram. Int. 46, 28035 (2020)
  14. C.R. Alves, R. Aquino, J. Depeyrot, F.A. Tourinho, E. Dubois, R. Perzynski. J. Mater. Sci. 42, 2297 (2007). DOI: 10.1007/s10853-006-0601-y
  15. R.M. Tripathi, S. Mahapatra, R. Raghunath, V.N. Sastry, T.M. Krishnamoorthy. Sci. Total Environ 250, 43 (2000)
  16. P.R. Ghutepatil, A.B. Salunkhe, V.M. Khot, S.H. Pawar. Chem. Papers 73, 2189 (2019). https://doi.org/10.1007/s11696-019-00768-z
  17. G. Kandasamy. Nanotechnology 30, 50, 502001 (2019). https://doi.org/10.1088/1361-6528/ab3f17
  18. A.K. Gupta, M. Gupta. Biomaterials 26, 3995 (2005)
  19. E.A. Smith, W. Chen. Langmuir 24, 12405 (2008)
  20. M.H. Mashhadizadeh, M. Amoli-Diva. J. Nanomed. Nanotechol. 3, 139 (2010)
  21. B. Cortйs-Llanos, S.M. Ocampo, L. de la Cueva, G.F. Calvo, J. Belmonte-Beitia, L. Pйrez, G. Salas, A. Ayuso-Sacido. Nanomaterials 11, 2888 (2021). https://doi.org/10.3390/nano11112888
  22. W. Cai, J. Wan. J. Colloid. Interface Sci. 305, 366 (2007)
  23. Z. Beji, A. Hanini, L.S. Smiri, J. Gavard, K. Kacem, F. Villain, J.M. Greneche, F. Chau, S. Ammar. Chem. Mater. 22, 5420 (2010)
  24. A. Ebrahiminezhad, Y. Ghasemi, S. Rasoul-Amini, J. Barar, S. Davarana. Colloids Surf. B 102, 534 (2013)
  25. Mossbauer Spectroscopy Applied to Magnetism and Material Science / Eds. G.J. Long, F. Grandjean.Plenum Press, N.Y. (1993). 479 p
  26. Ferrite Nanostructured Magnetic Materials Technologies and Applications Ed. J.P. Singh, K.H. Chae, R.C. Srivastava, O.F. Caltun. Woodhead Publishing (2023). 926 p
  27. А.С. Камзин, I.M. Obaidat, В.Г. Семенов, V. Narayanaswamy, I.A. Al-Omari, B. Issa, И.В. Бурьяненко. ФТТ 65, 3, 482 (2023). DOI: 10.21883/FTT.2023.03.54749.544 [A.S. Kamzin, I.M. Obaidat, V.G. Semenov, V. Narayanaswamy, I.A. Al-Omari, B. Issa, I.V. Buryanenko. Phys. Solid State 65, 3, 470 (2023). DOI: 10.21883/PSS.2023.03.55591.544]
  28. А.С. Камзин, В.Г. Семенов, Л.С. Камзина. ФТТ 66, 3, 482 (2024)
  29. В.Г. Семенов, В.В. Панчук. Программа обработки мёссбауэровских спектров MossFit. Частн. сообщение
  30. C. Pereira, A. M. Pereira, C. Fernandes, M. Rocha, R. Mendes, M.P. Fernandez-Garci a, A. Guedes, P.B. Tavares, J-M. Greneeche, J.P. Araujo, C. Freire. Chem. Mater. 24, 1496 (2012)
  31. C.V. Ramana, Y.D. Kolekar, K.K. Bharathi, B. Sinha, K. Ghosh. J. Appl. Phys. 114, 183907 (2013)
  32. P. Scherrer. Gottinger Nachrichten Gesell 2, 98 (1918)
  33. A. Patterson. Phys. Rev. 56, 10, 978 (1939). DOI: 10.1103/PhysRev.56.978
  34. А.С. Камзин, G. Caliskan, N. Dogan, A. Bingolbali, В.Г. Семенов, И.В. Бурьяненко. ФТТ, 64, 10, 1570 (2022). DOI: 10.21883/FTT.2022.10.53107.391. [A.S. Kamzin, G. Caliskan, N. Dogan, A. Bingolbali, V.G. Semenov, I.V. Buryanenko. Phys. Solid State 64, 10, 1559 (2022). DOI: 10.21883/PSS.2022.10.54249.391]
  35. Y.H. Li, T. Kouh, I.B. Shim, Ch.S. Kim. J. App. Phys. 111, 07B544 (2012). DOI: 10.1063/1.3687007
  36. B. Kalska, J.J. Paggel, P. Fumagalli, J. Rybczynski, D. Satula, M. Hilgendorff, M. Giersig. J. App. Phys. 95, 1343 (2004). DOI: 10.1063/1.1637134
  37. S.K. Shaw, J. Kailashiya, Santosh K. Gupta, C.L. Prajapat, Sher Singh Meena, D. Dash, P. Maitig, N.K. Prasada. J. All. Comp. 899, 163192 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.163192
  38. M. Popa, P. Bruna, D. Crespo, M. Jose, C. Moreno. J. Am. Ceram. Soc., 91, 8, 2488 (2008). DOI: 10.1111/j.1551-2916.2008.02501.x
  39. A. Yang, C.N. Chinnasamy, J.M. Greneche, Y. Chen, S.D. Yoon, Z. Chen, K. Hsu, Z. Cai, K. Ziemer, C. Vittoria, V.G. Harris. Nanotechnology 20, 185704 (2009). DOI: 10.1088/0957-4484/20/18/185704
  40. G.A. Sawatzky, F. Van Der Woude, A.H. Morrish. J. Appl. Phys. 39, 1204 (1968)
  41. G.A. Sawatzky, F. Van Der Woude, A.H. Morrish. Phys. Rev. 187, 747 (1969)
  42. A.H. Morrish , K. Haneda, J. Magn. Magn. Mater. 35, 105 (1983)
  43. S. Morup, C.A. Oxborro, P.V. Hendriksen, M.S. Pedersen, M. Hanson, C. Johansson. J. Magn. Magn. Mater. 140-144, 409 (1995)
  44. W.B. Dlamini, J.Z. Msomi, T. Moyo. J. Magn. Magn. Mater. 373, 78 (2015). http://dx.doi.org/10.1016/j.jmmm.2014.01.066
  45. Y.H. Li, T. Kouh, I.-B. Shim, Ch.S. Kim. J. App. Phys. 111, 07B544 (2012). DOI: 10.1063/1.3687007
  46. S. Morup, H. Topsoe. App. Phys. 11, 63 (1976)
  47. М.А. Чуев. ЖЭТФ 141, 698 (2012)
  48. Magnetic Spinels --- Synthesis, Properties and Applications. Ed. M.S. Seehra. 2017. doi:10.5772/63249. Perales-Perez, O., \& Cedefo-Mattei, Y. Optimizing Processing Conditions to Produce Cobalt Ferrite Nanoparticles of Desired Size and Magnetic Properties. Ch. 3. 2017. http://dx.doi.org/10.5772/66842
  49. K.L. Zaharieva, Z.P. Cherkezova-Zheleva, B.N. Kunev, I.G. Mitov, S.S. Dimova. Bulgar. Chem. Commun. 47, 261 (2015)
  50. S.B. Singh, Ch. Srinivas, B.V. Tirupanyam, C.L. Prajapat, M.R. Singh, S.S. Meena, Pramod Bhatte, S.M. Yusuf, D.L. Sastry. Ceram. Int. 42, 19188 (2016). http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.09
  51. A. Alomari, H.M. El Ghanem, A.-F. Lehlooh, I.M. Arafa, I. Bsoul. Sensors \& Transducers 192, 53 (2015)
  52. J.A. Celis, O.F. Olea Meji a, A. Cabral-Prieto, I. Garci a-Sosa, R. Derat-Escudero, E.M. Baggio-Saitovitch, M. Alzamora Camarena. Hyperfine Interact. 238, 43 (2017). DOI: 10.1007/s10751-017-1414-x
  53. B. Issa, I. Obaidat, B. Albiss, Y. Haik. Int. J. Mol. Sci. 14, 21266 (2013). http://www.mdpi.com/1422-0067/14/11/21266
  54. T. Muthukumaran, S.S. Pati, L.H. Singh, A.C. de Oliveira, V.K. Garg. J. Philip. App. Nanosci 8, 593 (2018). https://doi.org/10.1007/s13204-018-0715-y
  55. R. Ghosh, L. Pradhan, Y.P. Devi, S.S. Meena, R. Tewari, A. Kumar, S. Sharma, N.S. Gajbhiye, R.K. Vatsa, B.N. Pandey, R.S. Ningthoujam. J. Mater. Chem. 21, 13388 (2011)
  56. M.I.A.A. Maksoud, A. El-Ghandour, G.S. El-Sayyad, R.A. Fahim, A.H. El-Hanbal, M. Bekhit, E.K. Abdel-Khale, H.H. El-Bahnasawy, M.A. Elkodous, H. Ashour, A.S. Awed. J. Inorg. Organomet. Polym. Mater. 30, 3709 (2020). https://doi.org/10.1007/s10904-020-01523-8
  57. S. M rup, F. B dker, P.V. Hendriksen, S. Linderoth. Phys. Rev. B 52, 287 (1995)
  58. A.E. Berkowitz, W.J. Schuele, P.J. Flanders, J. Appl. Phys. 39, 1261 (1968). DOI: 10.1103/physrevlett.27.1140
  59. L. Neel. J. Phys. Rad. 15, 4, 225 (1954)
  60. А.С. Камзин, Л.А. Григорьев. Письма в ЖЭТФ 57, 9, 543 (1993). [A.S. Kamzin, L.A. Grigor'ev. JETP Lett. 57, 9, 557 (1993)]
  61. А.С. Камзин, Л.А. Григорьев. ЖЭТФ 104, 4, 3489 (1993). [A.S. Kamzin, L.A. Grigor'ev. ZETP 77, 4, 658 (1993)]
  62. J.M.D. Coey. Phys. Rev. Lett. 27, 17, 1140 (1971)
  63. A.S. Kamzin, V.P. Rusakov, L.A. Grigoriev. Int. Conf. USSR. Proceed. Part II, 271 (1988)
  64. А.С. Камзин, Л.А. Григорьев. Письма в ЖТФ 16, 6, 38 (1990). [A.S. Kamzin, L.A. Grigor'ev. Sov. Tech. Phys. Lett. 6, 6, 417 (1990)]
  65. А.С. Камзин, Л.А. Григорьев. ЖТФ 60, 7, 151 (1990). [A.S. Kamzin, L.A. Grigor'ev. Sov. Tech. Phys. 35, 7, 840 (1990)]
  66. F. Schaaf, U. Gonser. Hyperfine Interact. 57, 1-4, 2101 (1990)
  67. U. Gonzer, P. Schaaf, F. Aubertin. Hyperfine Interact. 66, 1-4, 95 (1991)
  68. А.С. Камзин, Л.П. Ольховик, В.Л. Розенбаум. ЖЭТФ 111, 4, 1426 (1997). [A.S. Kamzin, L.P. Ol'khovik, V.L. Rozenbaum. JETP 84, 4, 788 (1997)]
  69. А.С. Камзин. ЖЭТФ 116, 5, 1648 (1999). [A.S. Kamzin. JETP 89, 5, 891 (1999)]
  70. А.С. Камзин, Л.П. Ольховик, В.Л. Розенбаум. ФТТ 41, 3, 483 (1999). [A.S. Kamzin, L.P. Ol'khovik, V.L. Rozenbaum. Phys. Solid State 41, 3, 433 (1999)]
  71. А.С. Камзин, В.Л. Розенбаум, Л.П. Ольховик. Письма в ЖЭТФ 67, 10, 798 (1998). [A.S. Kamzin, V.L. Rozenbaum, L.P. Ol'khovik. JETP Lett. 67, 10, 843 (1998)]
  72. А.С. Камзин, Л.П. Ольховик. ФТТ 41, 10, 1806 (1999). [A.S. Kamzin, L.P. Ol'khovik. Phys. Solid State 41, 10, 1658 (1999)]
  73. А.С. Камзин, I.M. Obaidat, А.А. Валлиулин, В.Г. Семенов, I.A. Al-Omari. ФТТ 62, 10, 1715 (2020). DOI: 10.21883/FTT.2020.10.49928.056 [A.S. Kamzin, I.M. Obaidat, A.A. Valiullin, V.G. Semenov, I.A. Al-Omari. Phys. Solid State 62, 10, 1933 (2020). DOI: https://link.springer.com/article/10.1134/ S1063783420100157]
  74. K. Haneda, A.H. Morrish. J. Appl. Phys. 63, 8, 4258 (1988). DOI: 10.1063/1.340197
  75. S. M rup, M.F. Hansen, C. Frandsen. Magnetic Nanoparticles. 2 nd ed. Elsevier Inc. (2018). DOI: 10.1016/B978-0-12-803581-8.11338-4
  76. Y. Yafel, C. Kittel. Phys. Rev. 87, 290 (1952)
  77. M. Eibschuts, S. Shtrikman. J. Appl. Phys. 39, 997 (1968)
  78. R.H. Lindquist, G. Constabaris, W. Kundig, A.M. Portis. J. Appl. Phys. 39, 1001 (1968)
  79. M.A. Polikarpov, V.M. Cherepanov, M.A. Chuev, S.Yu. Shishkov, S.S. Yakimov. J. Phys.: Conf. Ser. 217, 012115 (2010). DOI: 10.1088/1742-6596/217/1/012115
  80. M.E. Matsnev, V.S. Rusakov. AIP Conf. Proc. 1489, 1, 178 (2012)
  81. Г.Н. Коныгин, О.М. Немцова, В.Е. Порсев. Журн. прикл. спектроскопии 86, 3, 374 (2019).

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme