Estudio comparativo de la síntesis de nanopartículas de magnetita monodispersas
J.J. Atoche Medrano, J. A. Huamani Coaquira
Universidad de Brasília, Campus Universitário Darcy Ribeiro, Brasília - CEP 70910-900
DOI: https://doi.org/10.33017/RevECIPeru2015.0001/
Resumen
Actualmente el tipo de nanopartículas magnéticas más estudiados son los de estructura cúbica, espinela inversa, porque estos materiales presentan características de gran interés y sus posibles aplicaciones ya que facilitan la construcción de sistemas más complejos. Debemos considerar que debido a la presencia de metales de transición en la superficie de las nanopartículas es que se dan las condiciones para poder funcionalizarlas con otras moléculas a través de grupos funcionales complejos obteniendo materiales con características polares o apolares, dependiendo del tipo de aplicación que se desee utilizar. Teniendo en consideración que cuando se trabaja con sistemas biológicos las nanopartículas son detectadas por el sistema retículo endotelial (SRE), que a través de los macrófagos son los encargados de eliminar algún cuerpo extraño inerte que pudiera estar en el organismo. De esta manera, existe una necesidad de funcionalizar las nanopartículas obtenidas antes de ser administradas en el organismo para evitar ser reconocidas por el SRE. Esta funcionalización es responsable por evitar la aglomeración de las mismas permitiendo que ellas permanezcan en suspensión estable (coloides magnéticos) que pueden ser conducidos a través de campos magnéticos externos. En este trabajo, nosotros mostramos detalladamente los resultados obtenido en la mejora de la ruta de síntesis de un sistema de nano partículas en forma de ferrofluido de magnetita (Fe3O4) utilizando el método de descomposición térmica y comparamos nuestros resultados respecto a otra ruta de síntesis para sistema nano particulados llamado método de co-precipitación química. Para poder medir el tamaño, así como conocer las propiedades morfológicas y estructurales de las nanopartículas se procedió a la caracterización de nanopartículas obtenidas por los métodos de descomposición térmica y co-precipitación química a través de microscopia electrónica de transmisión (MET). Se encontró una distribución de tamaños con un promedio de 8 nm y polidispersión de 0.14. Estos resultados fueron corroborados por los resultados obtenidos mediante análisis de patrones de difracción de rayos X. La estabilidad del ferrofluido obtenido fue medida usando la técnica conocida como DLS (Dynamic Light Scattering), donde fue encontrado un valor de 42.8 mV, que está dentro del valor esperado para un sistema estable, considerando que para un sistema nanopartículado el valor de Zetasiser arriba de 30 mV representa una estabilidad de la suspensión acuosa. Al final de las medidas de caracterización se realizó la medida del valor del potencial de hidrógeno (pH) mediante un pH-metro, para estudiar la biocompatibilidad que presenta nuestra muestra de ferrofluido ya que nuestro interés es que este ferrofluido pueda ser usado como vehículo para direccionar principios activos o fármacos sobre una región específica en el organismo. Así después de realizada la medición fue encontrado un valor del pH de 7.23 lo que evidencia un sistema biocompatible para posibles aplicaciones biológicas.
Descriptores: Descomposición térmica, co-precipitación, ferrofluido, nanopartículas, microscopia electrónica de transmisión.
Abstract
Currently the most studied type of magnetic nanoparticles are of cubic structure, inverse spinel, because these materials have very interesting features and possible applications since they facilitate building more complex systems. We must consider that due to the presence of transition metal on the surface of nanoparticles is that the conditions for funcionalizarlas with other molecules through complex functional groups obtaining materials with polar or apolar characteristics, depending on the type of implementation that want to use. Considering that when working with biological systems nanoparticles are detected by the reticuloendothelial system (RES). This functionalization is responsible for preventing agglomeration there of allowing them to remain in stable suspension (magnetic colloids) that can be driven by external magnetic fields. In this work, we show in detail the results obtained in improving the synthesis route system in the form of nanoparticles ferrofluid magnetite (Fe3O4) using the method of thermal decomposition and compare our results with respect to another synthesis route to nano particulate system method called chemical coprecipitation. To measure the size as well as knowing the morphological and structural properties of nanoparticles proceeded to the characterization of nanoparticles obtained by the methods of thermal decomposition and chemical co-precipitation through transmission electron microscopy (TEM). Size distribution averaging 8 nm and polydispersity of 0.14 was found. These results were corroborated by the results obtained by analyzing patterns of X-ray diffraction. The stability of the ferrofluid obtained was measured using the technique known as DLS (Dynamic Light Scattering), where it was found a value of 42.8 mV, which is within the expected value for a stable system, whereas for a nanoparticle system Zetasiser value above 30 mV represents a stability of the aqueous suspensión. At the end of characterization measures the extent of the value of the potential of hydrogen (pH) was performed using a pH meter, to study our sample having biocompatibility ferrofluid as our interest is that the ferrofluid could be used as vehicle for active ingredients or drugs addressing to a specific region in the body. And after completion of the measurement it was found a pH of 7.23 which shows a biocompatible system to possible biological applications.
Keywords: Thermal decomposition, co-precipitation, ferrofluid, nanoparticles, transmission electron microscopy.
Synthesis of Magnetite Nanoparticles by Biological Technique
