Влияние полисахаридов на синтез наночастиц феррита никеля

Кроме того, загруженный камптотецин высвобождается в течение 500 минут. Падение рН с 7,4 до 6,0 приводит к более быстрому высвобождению препарата. Магнитная наноносительница, загруженная камптотецином, проявляет цитотоксический эффект в отношении клеточных линий HeLa, MDA-MB-231 и A549 с низкими50 значениями LD 50. Установлено, что цитотоксичность наноносителя, загруженного лекарственным средством, выше, чем у цисплатина и фторурацила. Исследование показывает, что лекарственная нагрузка на основе ассоциации хозяин : гость на поверхности наноносителя феррит никеля-циклодекстрин-декстран является эффективной стратегией для нацеливания на рак.В работе [39] детально изучены наночастицы Никель-феррита в форме стержня, покрытые декстраном, для использования в качестве контрастныхвеществ при магнитно-резонансной томографии.Магнитные наночастицы привлекают значительные исследования в различных областях, в частности, для биомедицинских применений, где они могут выступать в качестве контрастных веществ при магнитно-резонансной томографии (МРТ) [1,23], носителями адресной доставки лекарств систем [4-6], и т. д. В настоящее время коммерческие наночастиц контрастного вещества используются для клинического применения. Наночастицы никель-феррита в форме стержнясинтезировали методом соосаждения. Поверхности наночастиц были одновременно покрыты декстраномв процессе их синтеза. Сначала 3 мл 0,3 М водного раствора NiCl2-4H22-4 Ч 2 О смешивали с 3 мл 0,6 м водного раствора FeCl3-6Ч 2 О.6H2 Затем 6 мл 2% - ного раствора декстрана (вт/вт) добавляют к этой смеси в двухстенный стакан емкостью 250 мл. Температура циркулирующей воды в двухстенном стакане поддерживалась на уровне 4 °C. Пузырьки воздуха вводили в смесь с помощью пипетки в течение 1 ч. Вовремя образования наночастиц декстран прилипает к поверхности частиц при РН около 7. Для достижения этого условия 1% (v/v) NaOH по каплям добавлялив смесь реактивного действия со скоростью 1 мл/мин. Длястабилизации наночастиц конечный раствор помещали в ультразвуковую среду на 10 ч с последующей фильтрацией с использованием фильтра длиной 100 нм. Размер наночастицзависит от времени ультразвуковой обработки, так как ультразвуковая обработка обеспечивает энергию для диссоциации избыточного декстрана от частиц с покрытием.Образец порошка наночастиц с покрытием был получен путем помещения влажных частиц в воздушную среду при температуре 70 ° C примерно на 12 дней.Кристалличность и фазовую чистоту исследовали методом рентгеновской дифракции (XRD, X'pert PRO, PANalytical) для подтверждения шпинельной структуры наночастиц. Анализ химического состава проводили с использованием спектроскопии индуктивно связанной плазмы (ICP, IRISAP, ThermoJarrellAsh). Форма и размерынаночастиц были исследованы с помощью просвечивающего электронного микроскопа mi(TEM, HT 7700, Hitachi Ltd).Измерения методом инфракрасной спектроскопии с использованием фурье-трансформы (FTIR, Nicolet 380, Thermo Scientific США) были проведены с цельюоценки состояния покрытия.Рисунок 4. рентгенограммы наночастиц никель - феррита с декстрановым покрытием. Индексы кристаллических плоскостей на рисунке совпадают с индексами феррита с обратной шпинелью.Магнитные свойства частиц измерялись с помощью магнетометра (MPMS XL 7, Квантовый дизайн). Контрастные эффекты МРТ наблюдались с использованием МРТ-системы 4,7 Т (BrukerBiospec 47/40).На рис. 4 показано изображение ПЭМ и распределение наночастиц никель-феррита в форме стержня по размерам. Были определены средняя длина и ширина 16,86 нм и 3,92 нм соответственно. Эти значения размера были получены с использованием гистограмм 100 частиц, наблюдаемых на изображении TEM.Кристаллическую структуру частиц наблюдали с помощью рентгеновской дифракции. Рентгенограммы для частиц показаны на рис. 5. Частицы имеликристаллическую структуру шпинели; кристаллические показатели (220), (311), (400), (422), (511), и (422) были идентифицированы в рентгеновских снимках [JCPDSNo. 10-3025].Состояние покрытия декстрана на поверхностях наночастиц никель-феррита изучали с помощью спектроскопииFTIR, как показано на рис. 3. На этом рисунке показаносравнение спектров FTIR наночастиц никель-феррита, покрытых декстраном и покрытых декстраном. Полосы поглощения при 1600 см-1 и 3400 см-1 соответствуют режиму растяжения O-H гидроксильной группы и режиму деформации O-Hмолекул воды соответственно. Режим вибрации C-O декстрана соответствует полосе в диапазоне 1040 ~ 1150 см-1. Полосы при 1630 см-1 иРисунок 5. Спектры FTIR чистого декстрана и наночастиц никель-феррита с покрытием из декстрана. Полосы абсорбции соответствуют режимам растяжения иколебаний конкретных химических связей.1403 см-1 образуются в режимах O-H растяжения и C-Hвибрирования декстрана соответственно. Силы поглощения этих полос почти равны. Однако сила поглощения в режиме растяжения O-H для частиц, покрытых декстраном, больше, чем в режиме вибрации C-H, что можно объяснить гидроксильнойсвязью между поверхностным кислородом и гидроксилом декстрана. Спектры FTIR демонстрируют покрытие декстрана на поверхностях частиц.Таким образом, наночастицы никель-феррита были синтезированы методом соосаждения. Нанесение декстрана на поверхность частиц осуществлялось во время их синтеза. Измерения TEM показали, что частицы имеютформу стержня. Средняя длина и ширина частиц составили 16,86 нм и 3,92 нм соответственно. Используя FTIR-спектроскопию, мы подтвердили наличие декстрановогопокрытияна поверхности частиц. Частицы проявляли парамагнитное поведение из-за анизотропии их формы. Кроме того, рентгеновские измерения продемонстрировали кристаллическую структуру частиц шпинели. Функция частиц в качестве Tконтрастных агентов T 1 и T2оцениваласьс помощью МРТ-сканера. РелаксивностиT1 и T2 были получены как 2,05 мМ1-с 1 и 4,92 мм1-с-1, respecсоответственно. РелаксивностиT1 и T2 были сопоставимы с таковыми у коммерческого Gd-DTPA. Таким образом, мы можем сделать вывод, что наши частицы подходят для применения как Tв качестве контрастных веществ для МРТ T 1, так и T2.ЗаключениеДобавки полисахаридов с различной молекулярной массой оказывают заметное влияние как на рост и агломерацию частиц, так и на состав продуктов осаждения. Установлено, что чистая фаза стабильных к агрегации наночастиц феррита никеля со средним размером 10-20 нм образуется при анионообменном осаждении никеля и железа в присутствии декстрана с молекулярной массой 40000 г/моль с последующим отжигом продукта при 600°C в течение 2 ч. Магнитные характеристики полученного наноматериала соответствуют объемному ферриту кобальта.Однородность состава продукта и стабильность гидрозолей полученных магнитных наночастиц делают этот материал полезным для проектирования гибридных наноструктур магнитного сердечника и оболочки для биомедицинских и каталитических применений.Список использованной литературыВулих А.И. Ионный обмен /А.И. Вулих. ˗ М.: Химия, 1973. - 232 с.Журавлев, Г. И. Химия и технология ферритов / Г. И. Журавлев.- Л.: «Химия», 1970. - 192 сИзучение влияния добавок полисахаридов на синтез наночастиц феррита кобальта методом анионообменного осаждения / С. В. Сайкова, Т. В. Трофимова, А. Ю. Павликов, А. С. Самойло // Журнал неорганической химии. – 2020. – Т. 65. – № 3. – С. 287-295. Изучение оптимальных условий синтеза наночастиц феррита никеля / Д. И. Сайкова, К. С. Артюхов, С. В. Сайкова, Д. И. Чистяков // Цветные металлы и минералы - 2018: Сборник докладов Десятого международного конгресса. В рамках конгресса - три отраслевые конференции, Красноярск, 10–14 сентября 2018 года. – Красноярск: Научно-инновационный центр, 2018. – С. 1428-1431.Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 1991. 536 с.Поиск оптимальных условий синтеза наночастиц феррита никеля / Д. И. Сайкова, К. С. Артюхов, С. В. Сайкова, Д. И. Чистяков // Химическая наука и образование Красноярья : материалы XI межрегиональной научно-практической конференции, посвященной 150-летию Российского химического общества им. Д.И. Менделеева, Красноярск, 17–18 мая 2018 года / Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева. – Красноярск: Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева, 2018. – С. 118-122.Сайкова, Д. И. Оптимизация условий синтеза наноразмерных частиц феррита никеля / Д. И. Сайкова // Химическая наука и образование Красноярья : материалы XIII Всероссийской научно-практической конференции, Красноярск, 14–15 мая 2020 года / Ответственный редактор Л.М. Горностаев ; Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева. – Красноярск: Красноярский государственный педагогический университет им. В.П. Астафьева, 2020. – С. 51-54.Ситидзе Ю., Сато Х. Ферриты. М.: Мир, 1964. 481 с.Таланов В.М. Пат. №2010135592/05 // Бюл. изобр. 2013. № 23. С. 5.Химия и технология новых веществ и материалов: Тезисы докладов VІІ Всероссийской молодежной научной конференции. Сыктывкар, 2017. – 108 с.Шапиро С.А. Аналитическая химия. М.: Высшая школа, 1973. 344 с.Abul Kalam, Abdullah G. Al-Sehemi, Mohammed Assiri, Gaohui Du, Tokeer Ahmad, Irfan Ahmad, M. Pannipara, Modified solvothermal synthesis of cobalt ferrite (CoFe2O4) magnetic nanoparticles photocatalysts for degradation of methylene blue with H2O2/visible light, Results in Physics,Volume 8, 2018. - Pages 1046-1053.Blanco-Andujar C. Synthesis nanoparticles for biomedical applications. / Blanco-Andujar C., Tung L.D., Thanh T.K. // Annualual Reports on the Progress of Chemistry Section A. – 2010. – V. – 166. – P. 553–568.Brook R. J., Kingery W. D., Nickel Ferrite Thin Films: Microstructures and Magnetic Properties // J Appl. Phys. –1967. – Vol. 38. – P. 3589.Covaliu I.C., Neamtua J., Georgescua G. et al. // J. Nanomaterials Biostructures. 2011. V. 6. № 1. P. 245.Covaliu, C.I., Berger, D., Matei, C. et al. Magnetic nanoparticles coated with polysaccharide polymers for potential biomedical applications. J Nanopart Res 13, 6169–6180 (2011). Faraji M. Magnetic nanoparticles: synthesis, stabilization, functionalization, characterization, and application. / Faraji M., Yamini Y., Rezaee M. // Journal of Iranian Chemistry Society. – 2010. – V. 7 (No 1). – P. 1–37. George T., Joseph S., Sunny A.T. et al. // J. Metastable and Nanocryst. Mater. 2005. № 23. P. 41.Gomez E., Pane S., Valles E. Magnetic composites CoNi-barium ferrite prepared by electrodeposition // Electrochemistry Communication. 2005. № 7. P. 1225-1231.Jaji, Nuru-Deen, Lee, Hooi Ling, Hussin, MohdHazwan, Akil, Hazizan Md, Zakaria, Muhammad Razlan and Othman, Muhammad BisyrulHafi. "Advanced nickel nanoparticles technology: From synthesis to applications" Nanotechnology Reviews, vol. 9, no. 1, 2020, pp. 1456-1480.Kader S.S., Paul D.P., Hoque S.M. et al. // Int. J. Materials, Mechanics Manufacturing. 2014. V. 2. № 1. P. 5.Kanagaraj M., Sathishkumar P., Selvan G.K. et al. // Indian J. Pure Appl. Phys. 2014. V. 52. P. 124.Kasy Viswanath I.V., Murthy Y.L.N. et al. // Int. J. Chem. Sci. 2013. V. 11. № 1. P. 64.Kawaguchi T., Hasegawa M. // J. Mater. Sci.: Materials in Medicine. 2017. V. 11. № 1. P. 31. https://doi.org/10.1023/A:1008933601813Rio, I.S.R.; Rodrigues, A.R.O.; Rodrigues, C.P.; Almeida, B.G.; Pires, A.; Pereira, A.M.; Araújo, J.P.; Castanheira, E.M.S.; Coutinho, P.J.G. Development of Novel Magnetoliposomes Containing Nickel Ferrite Nanoparticles Covered with Gold for Applications in Thermotherapy. Materials 2020, 13, 815. https://doi.org/10.3390/ma13040815SajiUthaman, Sang Joon Lee, KondareddyCherukula, Chong-Su Cho, In-Kyu Park, "Polysaccharide-Coated Magnetic Nanoparticles for Imaging and Gene Therapy", BioMed Research International, vol. 2015, Article ID 959175, 14 pages, 2015. https://doi.org/10.1155/2015/959175.Stolyar S.V., Krasitskaya, V.V. Polysaccharide-coated iron oxide nanoparticles: Synthesis, properties, surface modification // Materials Letters,Volume 284, Part 1,2021.Wu W. Magnetic iron oxide nanoparticles: synthesis and surface functionalization strategies. / Wu W., He Q., Jiang C. // Nanoscale Research Letters, – 2008. – V. 3. – P. 397–415.Inulin – a versatile polysaccharide with multiple pharmaceutical and food chemical uses / T. Barclay [et al.] // J. Excipients and Food Chem. – 2010. – Vol. 3, № 1. – P. 27–50. French, A.D. Chemical and physical properties of fructans / A.D. French // Journal Of Plant Physiology. – 1989. – Vol. 134. – P. 125–136. Inulin and oligofructose in the western diet / J. Van Loo [et al.] // Food Science and Nutrition. – 1995. – Vol. 35, № 6. – P. 525–552. Roberfroid, M. Proprietes et interet nutritional de l´inuline et de l´ oligofructose / M. Roberfroid // Nouvelles de la science et des technologies. – 1991. – Vol. 9, № 1. – P. 51–54. Stevens, C.V. Chemical Modification of Inulin, a Valuable Renewable Resource, and Its Industrial Applications / C.V. Stevens, A. Meriggi. K. Booten // Biomacromolecules. – 2001. – Vol. 2. – P. 1–16.Voidarou, C.; Antoniadou, M.; Rozos, G.; Tzora, A.; Skoufos, I.; Varzakas, T.; Lagiou, A.; Bezirtzoglou, E. Fermentative foods: Microbiology, biochemistry, potential human health benefits and public health issues. Foods 2021, 10, 1–27.Yadav, H.; Karthikeyan, C. Natural polysaccharides: Structural features and properties. In Polysaccharide Carriers for Drug Delivery; Maiti, S., Jana, S., Eds.; Elsevier Ltd.: Amsterdam, The Netherlands, 2019; pp. 1–17.Heinze, T.; Liebert, T.; Heublein, B.; Hornig, S. Functional polymers based on dextran. In Polysaccharides II; Klemm, D., Ed.; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2006; pp. 199–291.Prechtl, R.M.; Janßen, D.; Behr, J.; Ludwig, C.; Küster, B.; Vogel, R.F.; Jakob, F. Sucrose-induced proteomic response and carbohydrate utilization of lactobacillus sakei TMW 1.411 during dextran formation. Front. Microbiol. 2018, 9, 1–13.Sawale, S.D.; Lele, S.S. Statistical optimization of media for dextran production by Leuconostoc sp., isolated from fermented Idli batter. Food Sci. Biotechnol. 2010, 19, 471–478.Lee, Da-Ae et al. “Rod-Shaped Dextran-Coated Nickel-Ferrite Nanoparticles for Use as Contrast Agents in Magnetic Resonance Imaging.” (2018).Ahmad T, Rhee I, Hong S, Chang Y, Lee J. Ni-Fe2O4 nanoparticles as contrast agents for magnetic resonance imaging. J NanosciNanotechnol. 2011 Jul;11(7):5645-50. doi: 10.1166/jnn.2011.4502. PMID: 22121585.Ramasamy, Sivaraj et al. “Polymeric cyclodextrin-dextran spooled nickel ferrite nanoparticles: Expanded anticancer efficacy of loaded camptothecin.” MaterialsLetters 261 (2020): 127114.